题目内容

【题目】如图甲所示,用细线悬挂着包有白纸的质量为的圆柱棒;蘸有颜料的毛笔固定在电动机的飞轮上,并随之在水平面内匀速转动。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依次为,由此来验证机械能守恒定律,已知电动机铭牌上标有“”的字样,根据以上内容回到下列问题:

(1)毛笔画相邻两条线的时间间隔_______

(2)根据图乙所给的数据可知:毛笔画下记号“3”时,圆柱棒下落的速度为,其大小______;在毛笔画下记号“3”到“6”的这段时间内,棒的动能增加量为____ ,重力势能减小量为____ ,由此可得出的结论是圆柱棒下落过程中机械能守恒(当地重力加速度g为,结果保留三位有效数字)。

【答案】 1T=0.05s 21.24m/s 2.82 2.88

【解析】1)根据题意可知:毛笔画相邻两条线的时间间隔为电动机的转动周期,已知电动机铭牌上标有“1200r/min”字样,即每秒转20周,所以T=0.05s

2)根据在匀变速直线运动中,中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度,有: ,动能的增量为,重力做功等于重力势能的减小量,所以有:

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