Question

【題目】某校學(xué)生驗(yàn)證Fn=m的實(shí)驗(yàn)中，設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)：

第1步：先用粉筆在地上畫一個(gè)直徑為2L的圓

第2步：通過力的傳感器，用繩子綁住一質(zhì)量為m的物塊，人站在圓內(nèi)，手拽住繩子離物塊距離為L的位置，用力甩繩子，使小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，調(diào)整位置，讓轉(zhuǎn)動(dòng)物塊的手肘的延長(zhǎng)線剛好通過地上的圓心，量出手拽住處距離地面的高度為h，記下力的傳感器的讀數(shù)為F。

第3步：轉(zhuǎn)到一定位置時(shí)，突然放手，讓物塊自由拋出去。

第4步：另一個(gè)同學(xué)記下物塊的落地點(diǎn)C，將通過拋出點(diǎn)A垂直于地面的豎直線在地面上的垂足B與落地點(diǎn)C連一條直線，這條直線近似記錄了物塊做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)在地面上的投影圓B的運(yùn)動(dòng)方向，量出BC間的距離為S。

第5步：保持物塊做圓周運(yùn)動(dòng)半徑不變，改變物塊做圓周運(yùn)動(dòng)的速度，重復(fù)上述操作，試回答：

(1)放手后，物塊在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t=___________。

(2)物塊做圓周運(yùn)動(dòng)的速度v0=___________。

(3)物塊落地時(shí)的速度大小為v=___________。

(4)在誤差范圍內(nèi)，有F=___________(用題中的m、L、h、S和重力加速度g表示)。

Answer 1

【答案】

【解析】

（1）小球飛出后做平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)高度求出平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。

（2）結(jié)合平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移和時(shí)間求出線速度的大��；

（3）根據(jù)速度時(shí)間公式求出落地時(shí)的豎直分速度，結(jié)合平行四邊形定則求出落地的速度。

（4）小球做圓周運(yùn)動(dòng)，拉力提供向心力，從而得出向心力的大小。

（1）小球飛出后做平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)h=gt2得，小球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。
（2）小球做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度；

（3）落地時(shí)的豎直分速度vy＝，根據(jù)平行四邊形定則知，小球落地的速度

（4）繩子的拉力等于小球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，則拉力 。