Question

【題目】某同學用光電門和力傳感器來研究單擺運動時小球在最低點時細線拉力與小球速度的關系。如圖甲所示，用光電門測量小球經過最低點A時的擋光時間t，同時用傳感器測量細線對小球的拉力大小F。

(1)用螺旋測微器測量鋼球的直徑d，如圖乙所示，則d=_______mm；通過公式就可以測出小球通過最低點的速度；

(2)實驗時，要采用控制變量法，保持小球質量m和______不變，通過改變單擺最大擺角θ，來改變小球到達最低點的速度，這樣就能得到一組數據，從而完成實驗研究。某實驗小組同學用測量的數據，在坐標中畫出如圖丙所示圖像，得到了第一個結論：小球在最低點受到細線拉力隨速度的增大而_______增大（填“線性”或“非線性”）；為了進一步探究拉力和速度的定量關系，該小組做了以下幾種圖像，能直接從圖像中得到定量關系的是圖_______。

Answer 1

【答案】6.985（6.983~6.987均可） 細線長度（或擺長） 非線性 A

【解析】

(1)[1]螺旋測微器的固定刻度為6.5mm，可動刻度為48.5×0.01mm=0.485mm，所以最終讀數為6.5mm+0.485mm=6.985mm，由于誤差6.983mm~6.987mm均可

(2)[2]由實驗原理有

可知，實驗時，要采用控制變量法，保持小球質量m和擺長不變

[3]由圖丙可知，小球在最低點受到細線拉力隨速度的增大而非線性增大

[4]由實驗原理有

即

則能直接從圖像中得到定量關系的是圖A