Question

11．如圖，利用圓錐擺驗(yàn)證向心力實(shí)驗(yàn)中，小球質(zhì)量記為m，擺線長(zhǎng)為L(zhǎng)，與豎直方向夾角為θ．
（1）利用合力求向心力：小球受到向心力是拉力力和重力力的合力，大小為mgtanθ．
（2）利用向心力公式Fn=$mLsinθ\frac{4{π}^{2}}{{T}^{2}}$求合力，需測(cè)得小球的周期．
（3）比較兩種方法測(cè)得的向心力，再進(jìn)行評(píng)估．實(shí)驗(yàn)中用到的測(cè)量工具有刻度尺、秒表和天平．

Answer 1

分析 小球靠重力和拉力的合力提供向心力，根據(jù)平行四邊形定則求出合力的大小，結(jié)合向心力公式求出向心力的大小，從而比較大�。�

解答 解：（1）小球受重力和拉力兩個(gè)力作用，靠?jī)蓚�(gè)力合力提供向心力，合力的大小F=mgtanθ．
（2）向心力大小${F}_{n}=mr\frac{4{π}^{2}}{{T}^{2}}$=$mLsinθ\frac{4{π}^{2}}{{T}^{2}}$．
（3）比較兩種方法測(cè)得向心力，需用刻度尺測(cè)量擺長(zhǎng)、擺球到天花板的高度，用秒表測(cè)量擺球的周期，用天平測(cè)量擺球的質(zhì)量．
故答案為：（1）拉力，重力，mgtantanθ．（2）$mLsinθ\frac{4{π}^{2}}{{T}^{2}}$，（3）刻度尺，秒表，天平．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵知道小球做圓周運(yùn)動(dòng)向心力的來(lái)源，知道實(shí)驗(yàn)的原理，通過(guò)測(cè)量的物理量確定所需的器材，難度不大．