Question

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依次为26.0 mm、50.0 mm、74.0mm、98.0 mm、122.0 mm、146.0 mm，由此可验证机械能守恒定律．已知电动机铭牌上标有“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；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)

Answer 1

【知识点】是验证机械能守恒定律的创新实验考查，属于能力II级知识点要求。

【答案解析】答案：（1）0.05（2）1.24，2.68、2.82、2、88。（2）在实验允许误差范围内，圆柱棒下落过程中机械能守恒。解析：（1）由电动机的转速可知：，由此可知第一空填0.05S；圆柱在记数点3的速度为：，，棒的动能的增加量：，重力势能的减少量为：。（2）在实验允许误差范围内，圆柱棒下落过程中机械能守恒。

【思路点拨】本题是一道创新实验，但只要我们回归到纸带上来，求周期和速度。那么就迎刃而解了。