Question

【題目】小莉和她的同學綜合圖示的方法，利用簡易實驗器材，一把刻度尺，一質量為m=300g的重物，測量自己頭發絲能承受的最大拉力，并與網上獲取的正常數據進行對比（頭發能承受的拉力隨年齡而變化；20歲組，頭發能承受的拉力最大，平均約1.72N；30歲組，平均約1.50N…）實驗步驟如下：

①水平固定刻度尺；

②用手指尖緊握頭發絲兩端，用直尺測量出兩手指尖之間的頭發絲長度L=50.00cm；

③重物掛在頭發絲上，兩手緩慢沿刻度尺水平移動，直至頭發絲恰好被拉斷；從刻度尺上讀出兩手指尖之間的距離d=30.00cm（取重力加速度g=10m/s2，掛鉤光滑且質量不計）

由以上數據可知所用刻度尺最小刻度為_____；頭發絲的最大拉力表達式T=______（用以上物理量符合表示）；利用所測數據可獲得最大拉力為____N（保留三位有效數字），在正常范圍．

Answer 1

【答案】 0.1cm 1.88

【解析】試題分析：明確刻度尺在讀數時需要估讀一位，結合讀數即可判斷；將頭發兩端靠攏，在底端懸掛質量為m的鉤碼，將頭發兩端逐漸遠離，直到頭發剛好拉斷．根據共點力平衡得頭發上最大承受的拉力在豎直方向合力和鉤碼重力相等，根據三角函數關系求出最大拉力．

根據讀數可知L=50.00cm，則說明最小分度應為0.1cm；設頭發與刻度尺之間的夾角為，由圖中的幾何關系可知，頭發與繩子的結點處受力平衡，設頭發的拉力為F，得，聯立得，代入數據得F=1.88N