某兴趣小组的同学用如图*所示装置验*机械能守恒定律，轻绳一端固定在光滑固定转轴O处，另一端系一小球，已知当地重...

问题详情：

某兴趣小组的同学用如图*所示装置验*机械能守恒定律，轻绳一端固定在光滑固定转轴O处，另一端系一小球，已知当地重力加速度为g。

（1）小明同学在小球运动的最低点和最高点附近分别放置了一组光电门，用螺旋测微器测出了小球的直径，如图乙所示，则小球的直径d＝______mm。使小球在竖直面内做圆周运动，测出小球经过最高点的挡光时间为Δt1，经过最低点的挡光时间为Δt2。

（2）小*同学在光滑水平转轴O处安装了一个拉力传感器。现使小球在竖直平面内做圆周运动，通过拉力传感器读出小球在最高点时绳上的拉力大小是F1，在最低点时绳上的拉力大小是F2。

（3）如果要验*小球从最低点到最高点机械能守恒，小明同学还需要测量的物理量有______（填字母代号）。小*同学还需要测量的物理量有______（填字母代号）。

A．小球的质量m      B．轻绳的长度l      C．小球运行一周所需要的时间T

（4）根据小明同学的思路，请你写出验*小球从最低点运动到最高点的过程中机械能守恒的表达式：______。

（5）根据小*同学的思路，请你写出验*小球从最低点运动到最高点的过程中机械能守恒的表达式：______。

【回答】

5.700    B    A    ＝4gl    F2－F1＝6mg    

【详解】

（1）螺旋测微器固定刻度读数为5.5 mm，可动刻度读数为20.0×0.01 mm，故最终读数为两者相加，即5.700 mm。 （3）根据小明同学的实验方案，小球在最高点的速度大小为

小球在最低点的速度大小为

设轻绳长度为L，则从最低点到最高点依据机械能守恒定律有

化简得

所以小明同学还需要测量的物理量是轻绳的长度l，故选B； 根据小*同学的实验方案，设小球做圆周运动的半径为r，则小球在最低点有

在最高点有

从最低点到最高点依据机械能守恒定律有

联立方程化简得

F2-F1=6mg

所以小*同学还需要测量的物理量就是小球的质量m，故选A。 （4）由（3）可知，根据小明同学的思路，验*小球从最低点运动到最高点的过程中机械能守恒的表达式为

（5）由（3）可知，根据小*同学的思路，验*小球从最低点运动到最高点的过程中机械能守恒的表达式为

F2-F1=6mg。

知识点：实验：验*机械能守恒定律

题型：实验,探究题