如圖5-9-8所示，將包有白紙的總質(zhì)量為m的圓柱棒替代紙帶和重物，蘸有顏料的毛筆固定在馬達(dá)上并隨之轉(zhuǎn)動，使之替代打點(diǎn)計(jì)時(shí)器.當(dāng)燒斷掛圓柱的線后，圓柱棒豎直自由落下，毛筆就在圓柱棒面上的紙上畫出記號，如圖5-9-9所示.測得記號之間的距離依次為26 mm、42 mm、58 mm、74 mm、90 mm、106 mm.已知馬達(dá)銘牌上有“1 440 r/min”字樣，由此驗(yàn)證機(jī)械能守恒.由以上內(nèi)容回答下列問題（g取10 m/s2）：

圖5-9-8

圖5-9-9

（1）毛筆畫的線距時(shí)間間隔T=__________，上圖中圓柱棒的__________端是懸掛端（填“左”或“右”）.

（2）根據(jù)圖中所給數(shù)據(jù)，可知毛筆畫下記號C時(shí)，圓柱棒下落速度vC=_________，畫下記號D時(shí)，圓柱棒下落速度vD=_________，動能的變化量為__________，在這段位移上，圓柱棒重力勢能的變化_________，由此可得出結(jié)論為__________.

解析：（1）由馬達(dá)銘牌“1 440 r/min”算出毛筆畫的線距的時(shí)間間隔為：

T= s≈0.04 s.

（2）根據(jù)vn=算出任意選取的劃相鄰兩條線時(shí)圓柱棒的瞬時(shí)速度，

vC=m/s=1.25 m/s

vD=m/s=1.65 m/s.

    故：ΔEk=

=

=×(1.652-1.252) J=0.58m J

    而ΔEp=mg·CD=m×10×58×10-2 J=0.58m J，

    可見ΔEk=ΔEp，這就驗(yàn)證了圓柱棒自由下落時(shí)機(jī)械能是守恒的.

答案：（1）0.04 s      左

（2）1.25 m/s      1.65 m/s       0.58m J        0.58m J       機(jī)械能守恒

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：043

在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源頻率為50 Hz，當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊闹禐?.80 m/s2，測得所用重物的質(zhì)量為1.00 kg.甲、乙、丙三學(xué)生分別用同一裝置打出三條紙帶，量出各紙帶上第1、2兩點(diǎn)間的距離分別為0.18 cm、0.19 cm和0.25 cm.可見其中肯定有一位學(xué)生在操作上有錯(cuò)誤，錯(cuò)誤操作是________.

圖5-9-8

若按實(shí)驗(yàn)要求正確地選出紙帶進(jìn)行測量，量得連續(xù)三點(diǎn)A、B、C到第一個(gè)點(diǎn)的距離如圖5-9-8所示（相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)間間隔為0.02 s）.那么：

（1）紙帶的________端與重物相連；

（2）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B時(shí)，物體的速度vB=________;

（3）從起點(diǎn)O到打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B的過程中重力勢能減少量是ΔEp=________，此過程中物體動能的增加量ΔEk=________（取g=9.8 m/s2）;

（4）通過計(jì)算，數(shù)值上ΔEp________ΔEk（填“＞”“=”或“＜”），這是因?yàn)開____________；

（5）實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是______________________________________________________.

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科目：高中物理 來源： 題型：

用如圖5-9-8所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律.在下面所列舉的該實(shí)驗(yàn)的幾個(gè)操作步驟中，你認(rèn)為沒有必要進(jìn)行的或者操作不恰當(dāng)?shù)牟襟E是（填字母代號）__________.

圖5-9-8

A.按照圖示的裝置安裝器件

B.將電火花計(jì)時(shí)器接到學(xué)生電源的直流輸出端上

C.用天平測量出重錘的質(zhì)量

D.先放手讓紙帶和重物下落，再接通電源開關(guān)

E.在打出的紙帶上，依據(jù)打點(diǎn)的先后順序選取連續(xù)的A、B、C、D四個(gè)合適的點(diǎn)，通過測量計(jì)算得出B、C兩點(diǎn)的速度為vB、vC，并測出B、C兩點(diǎn)的距離為h

F.在誤差允許范圍內(nèi)，看減少的重力勢能mgh是否等于增加的動能，從而驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律

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科目：高中物理 來源： 題型：

在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源頻率為50 Hz，當(dāng)?shù)刂亓铀俣鹊闹禐??xml:namespace prefix = st1 />9.80 m/s2，測得所用重物的質(zhì)量為1.00 kg.甲、乙、丙三學(xué)生分別用同一裝置打出三條紙帶，量出各紙帶上第1、2兩點(diǎn)間的距離分別為0.18 cm、0.19 cm和0.25 cm.可見其中肯定有一位學(xué)生在操作上有錯(cuò)誤，錯(cuò)誤操作是________.

圖5-9-8

若按實(shí)驗(yàn)要求正確地選出紙帶進(jìn)行測量，量得連續(xù)三點(diǎn)A、B、C到第一個(gè)點(diǎn)的距離如圖5-9-8所示（相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)間間隔為0.02 s）.那么：

（1）紙帶的________端與重物相連；

（2）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B時(shí)，物體的速度vB=________;

（3）從起點(diǎn)O到打下計(jì)數(shù)點(diǎn)B的過程中重力勢能減少量是ΔEp=________，此過程中物體動能的增加量ΔEk=________（取g=9.8 m/s2）;

（4）通過計(jì)算，數(shù)值上ΔEp________ΔEk（填“＞”“=”或“＜”），這是因?yàn)開____________；

（5）實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是______________________________________________________.

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科目：高中物理 來源： 題型：

在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源的頻率為50 Hz，查得當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=9.8 m/s2，測得所用的重物的質(zhì)量為1.00 kg.實(shí)驗(yàn)中得到一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，如圖5-9-3所示.把第一個(gè)點(diǎn)記作O，另選連續(xù)的4個(gè)點(diǎn)A、B、C、D作為測量的點(diǎn).經(jīng)測量知道A、B、C、D各點(diǎn)到O點(diǎn)的距離分別為62.99 cm、70.18 cm、77.76 cm、85.73 cm.根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可知重物由O點(diǎn)運(yùn)動到C點(diǎn)，重力勢能的減少量等于_________J，動能的增加量等于_________J(取三位有效數(shù)字).

圖5-9-3

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