题目内容

(11分)如图甲所示,在“验证机械能守恒定律”实验中,某同学用包有白纸的质量为1.00kg的圆柱棒替代纸带和重物;将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。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乙所示;电动机铭牌上标有“1200 r/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=________s;
(2)根据图乙中的数据可知:毛笔画下记号“3”时,圆柱棒下落的速度v3=______m/s;画下记号“6”时,圆柱棒下落的速度v6=______m/s;
(3)在毛笔画下记号“3”到画下记号“6”的这段时间内,棒的动能的增加量为______J,重力势能的减少量为_________J。由此可得出的结论是_________________。(g=9.8m/s2,结果保留三位有效数字)

(1)0.05;(2)1.24,2.68;(3)2.82,2.88,在误差允许的范围内圆柱棒在下落过程中机械能守恒

解析试题分析:(1)电动机铭牌上标示有“1200 r/min”,即0.05秒钟转动一周,每转动一周,毛笔就在圆柱棒上画一个记号,所以相邻两条线的时间间隔为0.05s。
(2)烧断悬线后圆柱做自由落体运动即匀变速直线运动,记号“3”时的瞬时速度等于以3为中间时刻的记号“2”到记号“4”之间的平均速度即
同理
(3)在毛笔画下记号“3”到画下记号“6”的这段时间内,棒的动能的增加量,重力势能的减少量,增加的动能和减少的重力势能在误差允许范围内是相等的,所以圆柱下落过程机械能守恒。
考点:匀变速直线运动规律 实验分析

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