（2016·天星調研卷）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...

問題詳情：

 （2016·天星調研卷）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，繫有長度為L細線的小球等。

（1）將鐵架臺放在電子秤上，其讀數為M；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。保持細線自然長度將小球拉至使細線處於水平位置，此時電子秤讀數為        （填寫“M+m”或“M”或“大於M+m”或“處於M和M+m之間”）。

（3）小球鬆手後，向下運動，此時看到電子秤讀數           （填寫“逐漸增大”或“逐漸減小”或“保持不變”）

（4）當小球運動到最低點時，電子秤的讀數為        。細線的拉力為       。

【回答】

（2）M   （3）逐漸增大   （4）M+3m    3mg

【名師解析】：將小球拉至使細線處於水平位置時，細線中拉力為零，此時電子秤讀數為鐵架臺的質量M。

小球鬆手後，向下運動，細線中拉力逐漸增大，此時看到電子秤讀數逐漸增大。

小球鬆手後向下運動過程，只有重力做功，由機械能守恆定律，mgL=mv2，

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，F-mg=m，

聯立解得：F=3mg。

隔離鐵架臺，分析受力，設電子秤對鐵架臺的支援力為FN,由平衡條件得：FN =Mg+F,

根據牛頓第三定律，電子秤受到的壓力等於FN =Mg+F,

電子秤的讀數為FN /g=M+3m.

知識點：未分類

題型：實驗,探究題