Question

（13分）如圖甲所示，用包有白紙的質量為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上并隨之勻速轉動，使之替代打點計時器。當燒斷懸掛圓柱棒的線后，圓柱棒豎直自由下落，毛筆就在圓柱棒面上的紙上畫出記號，如圖乙所示。設毛筆接觸棒時不影響棒的運動，并測得記號之間的距離依次為26.1mm、50.0mm、74.0mm、98.0mm、122.2mm、146.1mm，由此驗證機械能守恒，已知電動機銘牌上標有“1200r/min”字樣。根據以上內容，可得：

（1）毛筆畫相鄰兩條線的時間間隔 =        s，圖乙中紙帶的      端是圓柱棒的懸掛端（填左或右）。
（2）根據乙所給的數據，可知毛筆畫下記號C時，圓柱棒下落的速度       ；畫下記號D時，圓柱棒下落的速度      ；記號C、D之間棒的動能的變化量為        J，重力勢能的變化量為      J（取，結果均保留三位有效數字）。由此可得出的結論是                        。

Answer 1

（1）0.05s（2分）, 左 （2分）
（2）1.24（2分） ，1.72 (2分) ，0.710（2分） ，0.725（2分），
在誤差允許范圍內圓柱下落過程中機械能守恒 （2分）

解析試題分析:(1)毛筆畫相鄰兩條線的時間間隔為電動機的轉動周期，已知電動機銘牌上標有“1200r/min”字樣，即每秒轉20周，所以；圓柱下落過程中，毛筆依次從圓柱的下端往上端畫，隨著時間圓柱是加速運動，在乙圖中圓柱的左端速度較大，右端速度較小，所以圖乙中的圓柱棒的左端是懸掛端。
(2) 利用勻變速直線運動的推論：；
；
C、D之間棒的動能的變化量為；根據重力勢能的定義式得：重力勢能減小量；重力勢能減小量略大于C、D之間棒的動能的變化量，所以在誤差允許范圍內圓柱下落過程中機械能守恒。
考點：本題考查了用打點計時器測速度、驗證機械能守恒定律。