Question

【題目】某探究小組用能夠顯示并調節(jié)轉動頻率的小電動機驗證勻速圓周運動的向心力關系式F=mrω2。

(1)把轉動頻率可調的小電動機固定在支架上，轉軸豎直向下，將搖臂平臺置于小電動機正下方的水平桌面上；

(2)在轉動軸正下方固定一不可伸長的細線，小電動機轉軸與細線連接點記為0。細線另一端穿過小鐵球的球心并固定；

(3)啟動電動機，記錄電動機的轉動頻率f，當小球轉動穩(wěn)定時，將搖臂平臺向上移動，無限接近轉動的小球；

(4)關閉電動機，測量O點到搖臂平臺的高度h；

(5)改變電動機的轉動頻率，重復上述實驗。

探究小組的同學除了測量以上數據，還用游標卡尺測量了小球的直徑D，如圖所示，讀數為 ___mm；本實驗____（填“需要”或“不需要”）測量小球的質量；

請你根據所記錄的O點到搖臂平臺的高度h和小球的直徑D，重力加速度為g，若所測物理量滿足g=___ 則F=mrω2成立。（用所測物理量符號表示）

Answer 1

【答案】10.52 不需要

【解析】

游標卡尺的讀數為： ；

設細線與豎直方向的夾角為 ，根據實驗原理可得：

由幾何關系得：

聯(lián)立以上三式解得：

根據上式可知，實驗中不需要測量小球的質量。