Question

如下面右图所示，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细线，如左图所示，设毛笔接触棒时不影响棒的运动。测得各线之间的距离依次为26.0mm、42.0mm、58.0mm、74.0mm、90.0mm、106.0mm，已知电动机铭牌上标有“1500r/min”字样，由此验证机械能守恒。根据以上内容，回答下列问题：

（1）左图中的圆柱棒的          端是悬挂端（填左或右）。

（2）根据左图所给的数据，可知毛笔画下细线C时，圆柱棒下落的速度V_C=          m/s；画下细线D时，圆柱棒下落的速度V_D=                 m/s；细线C.D之间棒的动能的动能的变化量为          J，重力势能的变化量为                   J（取g=9.8m/s²）。由此可得出的结论是                                               。

Answer

（1）左端 (2)1.25m/s 1.65m/s 0.580J 0.568J

圆柱棒在自由下落过程中,在误差允许范围内机械能守恒

【解析】

试题分析：：（1）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，在右图中圆柱的左端速度较大，右端速度较小，所以图右中的圆柱棒的左端是悬挂端．

（2）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“1500r/min”字样，即每秒转25周，所以，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：考查了验证机械能守恒定律．