Question

在“用圓錐擺實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證向心力公式“的實(shí)驗(yàn)中，AB為豎直轉(zhuǎn)軸，細(xì)繩一端系在A點(diǎn)，另一端與小球C相連，如圖所示．當(dāng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，C球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．實(shí)驗(yàn)步驟如下：
①測(cè)量AC間細(xì)繩長(zhǎng)度l；
②使AB軸轉(zhuǎn)動(dòng)，并帶動(dòng)C球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)；
③測(cè)出此時(shí)C球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期T，并標(biāo)出C球球心在AB軸上的投影點(diǎn)D，測(cè)出AD間距為S；
④算出C球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力F；
⑤算出C球所受的合力F；
⑥驗(yàn)證向心力公式．
（I ）在上述實(shí)驗(yàn)中還需要測(cè)量的物理量有哪些______
A．C球的直徑    B．C球的質(zhì)量   C．C球轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度   D．當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度g
（II）為了驗(yàn)證向心力公式正確．請(qǐng)用已知的物理量和第（I）題中你所選擇的物理量表示出AD間距S=______．
（III）這一實(shí)驗(yàn)方法簡(jiǎn)單易行．但是有幾個(gè)因素可能會(huì)影響實(shí)驗(yàn)的成功，請(qǐng)寫出一條_：______．

Answer 1

【答案】分析：（1）該實(shí)驗(yàn)的原理是根據(jù)幾何關(guān)系求出指向圓心的合力，再根據(jù)向心力公式求出向心力的值，看兩者是否相等，所以還要知道小球的直徑及當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度g；
（2）根據(jù)圓錐擺的周期公式即可求解；
（3）垂足D的確定、小球是否在水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)等都會(huì)影響實(shí)驗(yàn)是否成功．
解答：解：（1）該實(shí)驗(yàn)的原理是根據(jù)幾何關(guān)系求出指向圓心的合力，再根據(jù)向心力公式求出向心力的值，看兩者是否相等，所以還要知道小球的直徑及當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度g；
故選AD
（ 2 ）根據(jù)圓錐擺的周期公式得：T=，解得  S=
（3）該實(shí)驗(yàn)要求C球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，所以小球是否在水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)會(huì)影響實(shí)驗(yàn)是否成功．
故答案為：（1）AD；（2）；（3）小球是否在水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)
點(diǎn)評(píng)：本題是實(shí)驗(yàn)題，要求同學(xué)們能理解其實(shí)驗(yàn)原理，知道影響實(shí)驗(yàn)成功的因素，難度適中．