Question

【題目】小鳴同學組裝了一套實驗裝置如圖甲所示，拉力傳感器豎直固定，一根不可伸長的細線上端固定在傳感器的掛鉤上，下端系著小鋼球，鋼球底部固定有遮光片，拉力傳感器正下方安裝有光電門，鋼球經過最低點時遮光片恰能通過光電門。已知當地的重力加速度大小為g。小鳴進行了下列實驗步驟：

(1)用游標卡尺測遮光片寬度d，如圖乙所示，讀數___________mm；

(2)拉起鋼球使細線與豎直方向成不同的角度，鋼球由靜止釋放后均在豎直平面內運動，記錄遮光片每次通過光電門的遮光時間和對應的拉力傳感器示數F；根據記錄數據描繪出如圖丙所示的圖象，a是已知量。通過圖丙中的信息可以求哪個物理量？___________；該物理量的表達式為___________（用題目中所給符號表示）。

Answer 1

【答案】5.20 小鋼球和遮光片的總質量

【解析】

(1)[1]由題圖可得

(2)[2][3]根據題意可知，在小鋼球擺到最低點，由牛頓第二定律得

其中

化簡可得

結合圖象，可得

通過圖丙中的信息可以求出小鋼球和遮光片的總質量，即