题目内容

(13分)如图甲所示,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上并随之匀速转动,使之替代打点计时器。当烧断悬挂圆柱棒的线后,圆柱棒竖直自由下落,毛笔就在圆柱棒面上的纸上画出记号,如图乙所示。设毛笔接触棒时不影响棒的运动,并测得记号之间的距离依次为26.1mm、50.0mm、74.0mm、98.0mm、122.2mm、146.1mm,由此验证机械能守恒,已知电动机铭牌上标有“1200r/min”字样。根据以上内容,可得:

(1)毛笔画相邻两条线的时间间隔 =        s,图乙中纸带的       端是圆柱棒的悬挂端(填左或右)。

(2)根据乙所给的数据,可知毛笔画下记号C时,圆柱棒下落的速度        ;画下记号D时,圆柱棒下落的速度       ;记号C、D之间棒的动能的变化量为         J,重力势能的变化量为       J(,结果均保留三位有效数字)。由此可得出的结论是                         

 

【答案】

(1)0.05s(2分), 左 (2分)

(2)1.24(2分) ,1.72 (2分) ,0.710(2分) ,0.725(2分),

在误差允许范围内圆柱下落过程中机械能守恒 (2分)

【解析】

试题分析:(1) 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;圆柱下落过程中,毛笔依次从圆柱的下端往上端画,随着时间圆柱是加速运动,在乙图中圆柱的左端速度较大,右端速度较小,所以图乙中的圆柱棒的左端是悬挂端。

(2) 利用匀变速直线运动的推论:

C、D之间棒的动能的变化量为;根据重力势能的定义式得:重力势能减小量;重力势能减小量略大于C、D之间棒的动能的变化量,所以在误差允许范围内圆柱下落过程中机械能守恒。

考点:本题考查了用打点计时器测速度、验证机械能守恒定律。

 

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