Question

【題目】某物理興趣小組利用電子秤探究小球在豎直面內的圓周運動，他們到物理實驗室取來電子秤、鐵架臺、長度為L的輕質細線和小球等。

(1)將鐵架臺放在電子秤上，其讀數為M；撤去鐵架臺將小球放在電子秤上，其讀數為m。

(2)組裝好實驗裝置如圖所示。保持細線自然伸長，將小球拉起使細線處于水平位置，此時電子秤讀數為______(填寫“M＋m”“M”“大于M＋m”或“處于M和M＋m之間”)。

(3)從釋放小球至小球向下運動到最低點過程，電子秤讀數________。(填“逐漸增大”“逐漸減小”或“保持不變”)

(4)忽略空氣阻力，當小球運動到最低點時，細線的拉力為________；電子秤的讀數為________。(已知重力加速度為g)

Answer 1

【答案】 M 逐漸增大 3mg M＋3m

【解析】(1)將小球拉起使細線處于水平位置時，電子秤讀數為鐵架臺的質量M。

(2)從釋放小球到小球向下運動至最低點過程，根據牛頓第二定律可知細線中拉力逐漸增大，電子秤讀數逐漸增大。

(3)小球向下運動到最低點的過程，由機械能守恒定律有，當小球運動到最低點時，設細線中拉力為F，對小球，由牛頓第二定律有，聯立解得F＝3mg，對鐵架臺受力分析，設電子秤對鐵架臺的支持力為FN，由平衡條件得FN＝Mg＋F，電子秤的讀數為。