题目内容
如图所示，是用包有白纸的质量为1.00kg的圆柱棒替代纸带和重物，蘸有颜料的毛笔固定在电动机的飞轮上并随之匀速转动，以替代打点计时器．烧断悬挂圆柱棒的线后，圆柱棒竖直自由下落，毛笔就在圆柱棒面的纸上画出记号（如图乙所示）．设毛笔接触棒时不影响棒的运动，测得记号之间的距离如图，由此可验证机械能守恒定律．已知电动机铭牌上标有“1200r/min”字样．根据以上内容回答下列问题．
①毛笔画相邻两条线的时间间隔T=
②根据图乙所给的数据可知：在毛笔画下记号“3”时棒下落的瞬时速度v=
①毛笔画相邻两条线的时间间隔T=
0.05
0.05
s．棒下落的加速度a=9.6
9.6
m/s2②根据图乙所给的数据可知：在毛笔画下记号“3”时棒下落的瞬时速度v=
2.2
2.2
m/s在毛笔画下记号“3到画下记号“6”的这段时间内，棒的动能的变化量为△Ek=2.24
2.24
J．分析：①了解该实验装置的原理，它类似于打点计时器，蘸有颜料的毛笔随电动机转一圈就在圆柱棒面上的纸上画出记号，这就像打点计时器每隔一定时间就打一个点．数据的处理思路与打点计时器打出来的纸带处理一样．
②利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度，从而求出动能．根据功能关系得重力势能减小量等于重力做功的数值．
②利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度，从而求出动能．根据功能关系得重力势能减小量等于重力做功的数值．
解答：解：①由题意可知，电动机的转速：n=1200r/min=20r/s
该电动机的周期为：T=
=0.05s；
根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小，
得：x4-x1=3a1T2
x5-x2=3a2T2
x6-x3=3a3T2
为了更加准确的求解加速度，我们对三个加速度取平均值：
a=
=
代入数据解得：a=9.6m/s2．
根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的点的瞬时速度，因此有：
v3=
=2.2m/s
△Ek=
m
=2.42J
故答案为：①0.05，9.6，②2.2，2.24．
该电动机的周期为：T=
| 1 |
| n |
根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小，
得：x4-x1=3a1T2
x5-x2=3a2T2
x6-x3=3a3T2
为了更加准确的求解加速度，我们对三个加速度取平均值：
a=
| a1+a2+a3 |
| 3 |
| (s4+s5+s6)-(s1+s2+s3) |
| 9T2 |
代入数据解得：a=9.6m/s2．
根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的点的瞬时速度，因此有：
v3=
| x24 |
| 2T |
△Ek=
| 1 |
| 2 |
| v | 2 3 |
故答案为：①0.05，9.6，②2.2，2.24．
点评：能够知道相邻的计数点之间的时间间隔，利用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用，提高解决问题能力．
练习册系列答案
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