题目内容
如图甲所示,用包有白纸的质量为1.00 kg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26.0 mm、50.0 mm、74.0 mm、98.0 mm、122.0 mm、146.0 mm,已知电动机铭牌上标有“1 200 r/min”字样,由此验证机械能守恒定律,根据以上内容,可得:(1)毛笔画相邻两条线的时间间隔T=_________s.
(2)根据乙图所给的数据,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;记号3、6之间棒的动能的变化量为_________J.重力势能的变化量为_________J,由此可得出的结论是_________.(取g=9.8 m/s2,且结果保留三位有效数字)
甲
乙
(1)0.05 s
(2)v3=1.24 m/s v6=2.68 m/s ΔEk=2.82 J ΔEp=2.88 J 在误差允许的范围内机械能守恒
解析:(1)由电动机铭牌“1 200 r/min”知周期T= s=0.05 s.
(2)v3=2—4== m/s=1.24 m/s
v6=5—7= m/s=2.68 m/s
ΔEk=m(v62-v32)= ×1×(2.682-1.242) J=2.82 J
ΔEp=mgh3—6=1×9.8×(122.0+98.0+74.0)×10-3 J=2.88 J
在误差允许的范围内机械能守恒.
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