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如图1所示,将包有白纸的圆柱棒替代纸带和重物,蘸有颜料的毛笔固定在马达(即电动机...

如图1所示,将包有白纸的圆柱棒替代纸带和重物,蘸有颜料的毛笔固定在马达(即电动机)上并随之转动,使之替代打点计时器.当烧断悬挂圆柱棒的线后,圆柱棒竖直自由落下,毛笔就在圆柱棒面上的纸上画出记号,如图2所示.测得记号之间的距离依次为26mm、42mm、58mm、74mm、90mm、106mm.已知马达铭牌上标有“1440r/min”的字样,由此验证机械能守恒定律.根据以上内容回答下列问题:
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(1)毛笔画的相邻记号间的时间间隔T=______s,图2中的圆柱棒的______端是悬挂端.(填“左”或“右”)
(2)根据图中所给的数据,可知毛笔画下记号C时,圆柱棒下落的速度VC=______,画下记号D时,圆柱棒下落的速度VD=______,动能的变化量为______,在这段这位移上,圆柱棒重力势能的变化量为______(设棒的质量为m).
(1)了解该实验装置的原理,它类似于打点计时器,蘸有颜料的毛笔随电动机转一圈就在圆柱棒面上的纸上画出记号,这就像打点计时器每隔一定时间就打一个点; (2)利用匀变速直线运动的推论,可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度,从而求出动能.根据功能关系得重力势能减小量等于重力做功的数值. 【解析】 (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“1440r/min”字样,即每秒转24周,所以时间间隔为:. 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,在图2中圆柱的左端速度较大,右端速度较小,所以图2中的圆柱棒的左端是悬挂端. 故答案为:;左. (2)匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度,因此有: C、D之间棒的动能的变化量为△EK=EkD-EkC≈0.53mJ 根据重力势能的定义式得: 重力势能减小量△Ep=mgh=1.0×9.8×0.058J=0.57m J. 故答案为:1.2;1.6;0.53m;0.57m.
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考点分析:
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h=0.45m
v (m/s)234
d(m)OO.600.901.20
t(s)0.30.30.30.3
h=0.8m
v (m/s)24
d(m)
t(s)
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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