Question

某同学做验证向心力与线速度关系的实验．装置如图所示，一轻质细线上端固定在拉力传 感器上，下端悬挂一小钢球．钢球静止时刚好位于光电门中央．主要实验步骤如下：

①用游标卡尺测出钢球直径d；

②将钢球悬挂静止不动，此时力传感器示数为F₁，用米尺量出线长L；

③将钢球拉到适当的高度处释放，光电门计时器测出钢球的遮光时间为t，力传感器示数的最大值为F₂；

已知当地的重力加速度大小为g，请用上述测得的物理量表示：

（1）钢球经过光电门时的线速度表达式v＝____，向心力表达式 ＝____；

（2）钢球经过光电门时的所受合力的表达式F_合＝ ___；

（3）若在实验误差允许的范围内F_向＝F_合，则验证了向心力与线速度的关系．该实验可能的误差有：____．（写出一条即可）

Answer

摆线得长度测量由误差

【解析】

（1）小球的直径d，遮光时间为t，所以通过光电门的速度：，根据题意知，小球圆周运动的半径为：，小球质量：，向心力表达式：

（2）钢球经过光电门时只受重力和绳的拉力，所受合力为：

（3）根据向心力表达式知，可能在测量摆线长度时存在误差