Question

某学习小组做探究向心力与向心加速度关系实验。实验装置如图甲：一轻质细线上端固定在拉力传感器O点，下端悬挂一质量为m的小钢球。小球从A点静止释放后绕O点在竖直面内沿着圆弧ABC摆动。已知重力加速度为g，主要实验步骤如下：

（1）用游标卡尺测出小球直径d；

（2）按图甲所示把实验器材安装调节好。当小球静止时，如图乙所示，毫米刻度尺0刻度与悬点O水平对齐（图中未画出），测得悬点O到球心的距离L=       m；

（3）利用拉力传感器和计算机，描绘出小球运动过程中细线拉力大小随时间变化的图线，如图丙所示。

（4）利用光电计时器（图中未画出）测出小球经过B点过程中，其直径的遮光时间为∆t；

可得小球经过B点瞬时速度为v =          （用d、∆t表示）。

（5）若向心力与向心加速度关系遵循牛顿第二定律，则小球通过B点时物理量m、v、L、g、F₁（或F₂）应满足的关系式为：                       。

Answer

， ，

【解析】

试题分析：（2）由图示刻度尺可知，其分度值为，其示数为：；

（4）小球经过B点时的瞬时速度：；

（5）由图示图象可知，小球经过B点时绳子的拉力为，绳子的拉力与重力的合力提供小球做圆周运动的向心力，由牛顿第二定律得：；

考点：探究加速度与物体质量、物体受力的关系；向心力

【名师点睛】本题考查了刻度尺读数、求小球的瞬时速度、求表达式等问题，对刻度尺读数时要先确定其分度值，然后再读数，读数时视线要与刻度线垂直；知道小球做圆周运动的向心力来源。