Question

如圖2-3-17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(dòng)，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(huà)出記號(hào)，如圖2-3-18所示.測(cè)得記號(hào)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(wèn)題（g=10 m/s²）：

圖2-3-17

圖2-3-18

（1）毛筆畫(huà)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(huà)下記號(hào)C時(shí)，圓柱棒下落速度v_C=__________，畫(huà)下記號(hào)D時(shí)，圓柱棒下落速度v_D=__________，動(dòng)能的變化量為_(kāi)_________，在這段位移上，圓柱棒重力勢(shì)能的變化________________，由此可得出結(jié)論為_(kāi)__________________________.

Answer 1

解析：其方法如下：

①由馬達(dá)銘牌“1 440 r／min”算出毛筆畫(huà)的線距的時(shí)間間隔為：T=s≈0.04 s.

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

v_C=m/s=1.25 m/s，v_D= m/s=1.65 m/s.

故ΔE_k=×(1.65²-1.25²) J=0.58m J,

而-ΔE_p=mg·CD=m×10×58×10^-3 J=0.58m J,

可見(jiàn)ΔE_k=-ΔE_p，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