10.如圖甲所示,用包有白紙的質(zhì)量為1.00kg的圓柱棒替代紙帶和重物;蘸有顏料的毛筆固定在電動機的飛輪上并隨之勻速轉(zhuǎn)動,以替代打點計時器.燒斷懸掛圓柱棒的線后,圓柱棒豎直自由下落,毛筆就在圓柱棒面的紙上畫出記號.如圖乙所示.設(shè)毛筆接觸棒時不影響棒的運動,測得記號之間的距離依次為26.0mm、50.0mm、74.0mm、98.0mm、122.0mm、146.0mm,由此可驗證機械能守恒定律.已知電動機銘牌上標(biāo)有“1200r/min”字樣.根據(jù)以上內(nèi)容回答下列問題.

(1)毛筆畫相鄰兩條線的時間間隔T=0.05s.
(2)根據(jù)圖乙所給的數(shù)據(jù)可知:毛筆畫下記號“3”時,圓柱棒下落的速度v3=1.24m/s;在毛筆畫下記號“3”到畫下記號“6”的這段時間內(nèi),棒的動能的增加量為2.82J(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)

分析 了解該實驗裝置的原理,它類似于打點計時器,蘸有顏料的毛筆隨電動機轉(zhuǎn)一圈就在圓柱棒面上的紙上畫出記號,這就像打點計時器每隔一定時間就打一個點.?dāng)?shù)據(jù)的處理思路與打點計時器打出來的紙帶處理一樣.利用勻變速直線運動的推論,可計算出打出某點時紙帶運動的瞬時速度,從而求出動能.

解答 解:(1)由題意可知,電動機的轉(zhuǎn)速:n=1200r/min=20r/s
該電動機的周期為:T=$\frac{1}{n}$=0.05s;
(2)根據(jù)在勻變速直線運動中,中間時刻的瞬時速度等于該過程中的平均速度,有:
v3=$\frac{0.05+0.074}{2×0.05}$=1.24 m/s;
v6=$\frac{0.122+0.146}{2×0.05}$=2.68 m/s;
棒的動能的增加量為:△Ek=$\frac{1}{2}$m${v}_{6}^{2}$-$\frac{1}{2}$m${v}_{3}^{2}$=2.82J
故答案為:(1)0.05    (2)1.24;2.82

點評 能夠知道相鄰的計數(shù)點之間的時間間隔,利用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實驗問題的能力,在平時練習(xí)中要加強基礎(chǔ)知識的理解與應(yīng)用,提高解決問題能力.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:解答題

20.如圖1所示,小車、打點計時器等器材置于高度可調(diào)節(jié)的長木板上.

(1)在驗證牛頓第二定律的實驗中,除打點計時器(附紙帶、復(fù)寫紙)、小車(其上可放置砝碼)、細(xì)線、鉤碼(質(zhì)量已知)、附滑輪的長木板、導(dǎo)線外,在下面的儀器和器材中,必須使用的有①③⑤.(填寫序號)
①電壓合適的50Hz交流電源     ②電壓可調(diào)的直流電源     ③刻度尺    ④秒表    ⑤天平
實驗時通過改變鉤碼個數(shù),可驗證質(zhì)量一定時,加速度與力成正比的關(guān)系;通過在小車上添加鉤碼的個數(shù),可驗證力一定時,加速度與質(zhì)量成反比的關(guān)系.
(2)在驗證牛頓第二定律的實驗中,若平衡摩擦力時,長木板的一端調(diào)節(jié)過高,使得傾角偏大,則所得到如圖2的a-F關(guān)系圖象為C.(a是小車的加速度,F(xiàn)是細(xì)線作用于小車的拉力)
(3)實驗中得到如圖3的一條紙帶,在紙帶上便于測量的地方選取第1個計數(shù)點,其下標(biāo)明A,第6個計數(shù)點下標(biāo)明B,第11個計數(shù)點下標(biāo)明C,第16個計數(shù)點下標(biāo)明D,第21個計數(shù)點下標(biāo)明E.若測得AC長為14.56cm,CD長11.15cm,DE長為13.73cm,則小車運動的加速度大小為2.58m/s2,打C點時小車的瞬時速度大小為0.986m/s.(保留三位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

1.從豎直上升的氣球上掉下的石塊與同一高度自由下落的石塊相比,不計石塊的空氣阻力和浮力,下列各物理量中相等的是( 。
A.落地的時間B.落地時的速度C.落地時的速率D.在空中的加速度

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18.用手握住一個瓶子使其在空中保持豎直且靜止,下列說法正確的是( 。
A.瓶子越重,瓶子所受的摩擦力越大
B.手越粗糙,瓶子所受的摩擦力越大
C.手的握力越大,瓶子所受的摩擦力越大
D.瓶子所受的摩擦力與瓶子所受重力是一對作用力與反作用力

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

5.下列說法中正確的是( 。
A.一定量氣體膨脹對外做功100J,同時從外界吸收120J的熱量,則它的內(nèi)能增大20J
B.在使兩個分子間的距離由很遠(yuǎn)(r>10-9m)減小到很難再靠近的過程中,分子間作用力先減小后增大,分子勢能不斷增大
C.由于液體表面層分子間距離大于液體內(nèi)部分子間距離,液體表面存在張力
D.空氣相對濕度越大時,空氣中水蒸氣壓強越接近同溫度水的飽和汽壓,水蒸發(fā)越慢

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

15.下列關(guān)于曲線運動的說法中,正確的是(  )
A.做曲線運動的物體,其加速度可以是恒定的
B.做曲線運動的物體的加速度一定是變化的
C.做曲線運動的物體的速度一定是變化的
D.做曲線運動的物體,其所受合力大小一定是變化的

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2.小型交流發(fā)電機中,矩形金屬線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動,產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢與時間呈正弦函數(shù)關(guān)系,如圖所示.此線圈與一個R=10Ω的電阻構(gòu)成閉合電路.不計電路的其他電阻,下列說法正確的是( 。
A.t=0.125s 時線圈的磁通量變化率最大
B.交變電流的頻率為4Hz
C.交變電流的有效值為$\sqrt{2}$A
D.交變電流的最大值為4A

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19.靜止的鋰核${\;}_3^6$Li俘獲一個速度為8.0×106m/s的中子,發(fā)生核反應(yīng)后若只產(chǎn)生了兩個新粒子,其中一個粒子為氦核${\;}_2^4$He,它的速度大小是8.0×106m/s,方向與反應(yīng)前的中子速度方向相同.求:
(1)此核反應(yīng)的方程式;
(2)求反應(yīng)后產(chǎn)生的另一個粒子的速度大小和方向.

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20.如圖甲,MN、PQ兩條平行的光滑金屬軌道與水平面成θ=37°角固定,M、P之間接電阻箱R,導(dǎo)軌所在空間存在勻強磁場,磁場方向垂直于軌道平面向上,磁感應(yīng)強度為B=0.5T.質(zhì)量為m的金屬桿a b水平放置在軌道上,其接入電路的電阻值為r.現(xiàn)從靜止釋放桿a b,測得最大速度為vm.改變電阻箱的阻值R,得到vm與R的關(guān)系如圖乙所示.已知軌距為L=2m,重力加速度g取10m/s2,軌道足夠長且電阻不計.求:

(1)桿ab下滑過程中感應(yīng)電流的方向及R=0時最大感應(yīng)電動勢E的大小;
(2)金屬桿的質(zhì)量m和阻值r.

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