Question

【題目】某物理興趣小組利用電子秤探究小球在豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)，他們到物理實(shí)驗(yàn)室取來(lái)電子秤、鐵架臺(tái)、長(zhǎng)度為L的輕質(zhì)細(xì)線和小球等。

(1)將鐵架臺(tái)放在電子秤上，其讀數(shù)為M；撤去鐵架臺(tái)將小球放在電子秤上，其讀數(shù)為m。

(2)組裝好實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。保持細(xì)線自然伸長(zhǎng)，將小球拉起使細(xì)線處于水平位置，此時(shí)電子秤讀數(shù)為______(填寫(xiě)“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(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)過(guò)程，電子秤讀數(shù)________。(填“逐漸增大”“逐漸減小”或“保持不變”)

(4)忽略空氣阻力，當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，細(xì)線的拉力為________；電子秤的讀數(shù)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(xì)線處于水平位置時(shí)，電子秤讀數(shù)為鐵架臺(tái)的質(zhì)量M。

(2)從釋放小球到小球向下運(yùn)動(dòng)至最低點(diǎn)過(guò)程，根據(jù)牛頓第二定律可知細(xì)線中拉力逐漸增大，電子秤讀數(shù)逐漸增大。

(3)小球向下運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)的過(guò)程，由機(jī)械能守恒定律有，當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，設(shè)細(xì)線中拉力為F，對(duì)小球，由牛頓第二定律有，聯(lián)立解得F＝3mg，對(duì)鐵架臺(tái)受力分析，設(shè)電子秤對(duì)鐵架臺(tái)的支持力為FN，由平衡條件得FN＝Mg＋F，電子秤的讀數(shù)為。