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探究小组利用传感器研究小球在摆动过程中的机械能守恒规律,实验装置如图1所示.在悬点处装有拉力传感器,可记录小球在摆动过程中各时刻的拉力值.小球半径、摆线的质量和摆动过程

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探究小组利用传感器研究小球在摆动过程中的机械能守恒规律,实验装置如图1所示.在悬点处装有拉力传感器,可记录小球在摆动过程中各时刻的拉力值.小球半径、摆线的质量和摆动过程中摆线长度的变化可忽略不计.实验过程如下:
①测量小球质量m,摆线长L;
②将小球拉离平衡位置某一高度处无初速度释放,在传感器采集的数据中提取最大值为F,小球摆到最低点时的动能表达式为___.(用上面给定物理量的符号表示);
③改变释放高度h,重复上述过程,获取多组摆动高度h与对应过程的拉力最大值F的数据,在F-h坐标系中描点连线:
④通过描点连线,发现h与F成线性关系,如图2所示,可证明小球摆动过程中机械能守恒.
⑤根据F-h图线中数据,可知小球质量m=___ kg,摆线长L=___m(计算结果保留两位有效数字,重力加速度g=l0m/s2
作业帮
▼优质解答
答案和解析
②根据牛顿第二定律,则有:F-mg=m
v2
R

而动能表达式为:EK=
1
2
mv2=
1
2
(F-mg)L;
⑤根据机械能守恒定律,则有:mgh=
1
2
(F-mg)L;
那么F=
2mg
L
h+mg;
而F-h图象中,截距为1,即mg=1N,
则m=0.10kg;
而图象的斜率k=2.5;
因此L=0.80m;
故答案为:②
1
2
(F-mg)L,⑤0.10,0.80.
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