Question

【題目】某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置來(lái)“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”.將量角器豎直固定在鐵架臺(tái)上，使直徑邊水平，將小球通過(guò)一段不可伸長(zhǎng)的細(xì)線固定到量角器的圓心O處，在鐵架臺(tái)上O點(diǎn)正下方安裝光電門(mén)(圖中未畫(huà)出)，實(shí)驗(yàn)時(shí)，讓小球在緊貼量角器的豎直平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，調(diào)整好光電門(mén)，使小球的球心剛好能通過(guò)光電門(mén)的細(xì)光束.

（1）以下列舉的物理量中，為本實(shí)驗(yàn)必須測(cè)量的物理量有___;

A.小球的質(zhì)量m

B.小球的直徑d

C.細(xì)線的長(zhǎng)度L

D.小球的運(yùn)動(dòng)周期T

（2）圖中細(xì)線與豎直方向的初始偏角為______;

（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)，將小球拉開(kāi)，使細(xì)線與豎直方向偏開(kāi)一定的角度θ，將小球由靜止釋放，測(cè)出小球通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間t，則小球通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)的速度為______;如果這一過(guò)程中小球的機(jī)械能守恒，則題中各物理量應(yīng)遵循的表達(dá)式為_____________;

（4）多次實(shí)驗(yàn)，由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了-cos θ圖線，則實(shí)驗(yàn)所得的圖線應(yīng)該是_____.

A. B. C. D.

Answer 1

【答案】BC 32.3°(32.0°~32.8°) ＝g(l+)(1-cos θ) C

【解析】

考查實(shí)驗(yàn)“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”。

（1）本實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證機(jī)械能守恒的關(guān)系式如下：

聯(lián)立可得：

所以本實(shí)驗(yàn)必須測(cè)量的物理量有繩長(zhǎng)L，小球直徑d，故選BC。

（2）由題圖讀數(shù)可知，圖中細(xì)線與豎直方向的初始偏角為32.3°。

（3）小球直徑為d，通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間為t，所以通過(guò)光電門(mén)時(shí)的速度為 ；應(yīng)遵循的表達(dá)式為：

（4）由關(guān)系式：

可得：

圖線是一條傾斜的直線，斜率為負(fù)，截距為正，故選C。