如圖5-9-8所示，將包有白紙的總質量為m的圓柱棒替代紙帶和重物，蘸有顏料的毛筆固定在馬達上并隨之轉動，使之替代打點計時器.當燒斷掛圓柱的線后，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.已知馬達銘牌上有“1 440 r/min”字樣，由此驗證機械能守恒.由以上內容回答下列問題（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，圓柱棒下落速度vC=_________，畫下記號D時，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_________，由此可得出結論為__________.

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

T= s≈0.04 s.

（2）根據(jù)vn=算出任意選取的劃相鄰兩條線時圓柱棒的瞬時速度，

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，這就驗證了圓柱棒自由下落時機械能是守恒的.

答案：（1）0.04 s      左

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

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：043

在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，打點計時器所用電源頻率為50 Hz，當?shù)刂亓铀俣鹊闹禐?.80 m/s2，測得所用重物的質量為1.00 kg.甲、乙、丙三學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生在操作上有錯誤，錯誤操作是________.

圖5-9-8

若按實驗要求正確地選出紙帶進行測量，量得連續(xù)三點A、B、C到第一個點的距離如圖5-9-8所示（相鄰計數(shù)點時間間隔為0.02 s）.那么：

（1）紙帶的________端與重物相連；

（2）打點計時器打下計數(shù)點B時，物體的速度vB=________;

（3）從起點O到打下計數(shù)點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）通過計算，數(shù)值上ΔEp________ΔEk（填“＞”“=”或“＜”），這是因為_____________；

（5）實驗的結論是______________________________________________________.

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科目：高中物理 來源： 題型：

用如圖5-9-8所示的實驗裝置驗證機械能守恒定律.在下面所列舉的該實驗的幾個操作步驟中，你認為沒有必要進行的或者操作不恰當?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.將電火花計時器接到學生電源的直流輸出端上

C.用天平測量出重錘的質量

D.先放手讓紙帶和重物下落，再接通電源開關

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

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

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科目：高中物理 來源： 題型：

在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，打點計時器所用電源頻率為50 Hz，當?shù)刂亓铀俣鹊闹禐??xml:namespace prefix = st1 />9.80 m/s2，測得所用重物的質量為1.00 kg.甲、乙、丙三學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生在操作上有錯誤，錯誤操作是________.

圖5-9-8

若按實驗要求正確地選出紙帶進行測量，量得連續(xù)三點A、B、C到第一個點的距離如圖5-9-8所示（相鄰計數(shù)點時間間隔為0.02 s）.那么：

（1）紙帶的________端與重物相連；

（2）打點計時器打下計數(shù)點B時，物體的速度vB=________;

（3）從起點O到打下計數(shù)點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）通過計算，數(shù)值上ΔEp________ΔEk（填“＞”“=”或“＜”），這是因為_____________；

（5）實驗的結論是______________________________________________________.

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科目：高中物理 來源： 題型：

在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，已知打點計時器所用電源的頻率為50 Hz，查得當?shù)氐闹亓铀俣萭=9.8 m/s2，測得所用的重物的質量為1.00 kg.實驗中得到一條點跡清晰的紙帶，如圖5-9-3所示.把第一個點記作O，另選連續(xù)的4個點A、B、C、D作為測量的點.經(jīng)測量知道A、B、C、D各點到O點的距離分別為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點運動到C點，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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