精英家教網(wǎng)如圖（乙）所示，將包有白紙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，圓柱豎直自由落下，毛筆就在圓柱白紙上劃出記號(hào)，圖（甲）所示，測得記號(hào)之間的距離依次為26、42、58、74、90、106mm，已知馬達(dá)銘牌上有“1440r/min”字樣，請(qǐng)說明如何由此驗(yàn)證機(jī)械能守恒．
分析：根據(jù)轉(zhuǎn)速求出轉(zhuǎn)動(dòng)的周期，即相鄰記號(hào)之間的時(shí)間間隔，結(jié)合某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度求出其中兩個(gè)記號(hào)的瞬時(shí)速度，得出重力勢(shì)能的減小量，判斷動(dòng)能的增加量和重力勢(shì)能的減小量是否相等，從而驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒．
解答：解：①由馬達(dá)銘牌“1440 r/min”算出毛筆畫的線距時(shí)間間隔了T=
1
n
=
60
1440
≈0.04（s）
②根據(jù)vn=
sn+sn+1
2T
算出任意選取的相鄰兩條線的瞬時(shí)速度．vC=
(42+58)×10-3
2×0.04
=1.25（m/s）
vD=
(58+74)×10-3
2×0.04
=1.65（m/s）
∴△Ek=
1
2
m
v
2
D
-
1
2
m
v
2
C
=58m×10-2（J）
而　　△Ep=mg
.
CD
=58m×10-2（J）　　　　驗(yàn)證完畢．
答：驗(yàn)證過程如上所示．
點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)鍵掌握實(shí)驗(yàn)的原理，通過驗(yàn)證動(dòng)能的增加量和重力勢(shì)能的減小量是否相等來進(jìn)行驗(yàn)證．
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

在“用DIS研究溫度不變時(shí)，一定質(zhì)量的氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系”中，一小組的同學(xué)測得一組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下：
次數(shù) 1 2 3 4 5 6
P（kPa） 101.3 111.2 123.5 138.7 158.3 184.3
V（ml） 10 9 8 7 6 5
（1）如圖甲為實(shí)驗(yàn)器件．實(shí)驗(yàn)中氣體的壓強(qiáng)可以通過壓強(qiáng)傳感器測量，氣體的體積則通過
注射器
注射器
獲得．
（2）利用DIS實(shí)驗(yàn)軟件上提供的數(shù)據(jù)處理功能，上述數(shù)據(jù)生成的PV圖象如圖乙所示，其中的曲線稱為“等溫線”．接著該組同學(xué)保持密閉的氣體質(zhì)量不變，又用熱毛巾包著注射器進(jìn)行了第二次實(shí)驗(yàn)，若將第二次測量的數(shù)據(jù)仍畫在右圖中，請(qǐng)你在圖中畫出第二次實(shí)驗(yàn)的等溫線
（3）為了驗(yàn)證“一定質(zhì)量的氣體溫度保持不變時(shí)，其壓強(qiáng)與體積成反比”假設(shè)，該組同學(xué)利用上述數(shù)據(jù)作I/P-V圖象，如下圖丙所示，發(fā)現(xiàn)圖線沒通過原點(diǎn)，與橫坐標(biāo)有一段截距，請(qǐng)分析誤差的原因是：

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科目：高中物理 來源：教材完全學(xué)案　高中物理必修2(配教科版) 教科版 題型：058

如圖甲所示，用包有白紙的質(zhì)量為1.00 kg的圓柱棒替代紙帶和重物，將蘸有顏料的毛筆固定在電動(dòng)機(jī)上并隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，使之替代打點(diǎn)計(jì)時(shí)器．當(dāng)燒斷懸掛圓柱棒的線后，圓柱棒在豎直方向自由下落，毛筆就在圓柱棒面上的紙上畫出記號(hào)，如圖乙所示．設(shè)毛筆接觸棒時(shí)不影響棒的運(yùn)動(dòng)．測得記號(hào)之間的距離依次為26.0 mm、42.0 mm、58.0 mm、74.0 mm、90.0 mm、106.0 mm，已知電動(dòng)機(jī)銘牌上標(biāo)有“1500 r/min”的字樣，由此驗(yàn)證機(jī)械能守恒．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(shí)間間隔T＝________s，圖乙中的圓柱棒的________端是懸掛端(填“左”或“右”)．

(2)根據(jù)圖乙所給的數(shù)據(jù)，可知毛筆畫下記號(hào)C時(shí)，圓柱棒下落的速度vC＝________m/s；畫下記號(hào)D時(shí)，圓柱棒下落的速度vD＝________m/s；記號(hào)C、D之間棒的動(dòng)能的變化量為________J，重力勢(shì)能的變化量為________J(取g＝9.8 m/s2)．由此可得出的結(jié)論是________．

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科目：高中物理 來源：山東省臨沂市費(fèi)縣2009屆高三上學(xué)期期中考試物理試題 題型：058

如下圖甲所示，將包有白紙的圓柱棒替代紙帶和重物，蘸有顏料的毛筆固定在馬達(dá)(即電動(dòng)機(jī))上并隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，使之替代打點(diǎn)計(jì)時(shí)器．當(dāng)燒斷懸掛圓柱棒的線后，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(hào)，測得記號(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)銘牌上標(biāo)有“1440r／min”的字樣，由此驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．根據(jù)以上內(nèi)容回答下列問題：

(1)毛筆畫的相鄰記號(hào)間的時(shí)間間隔T＝________s，圖乙中的圓柱棒的________端是懸掛端(填“左”或“右”)．

(2)根據(jù)圖中所給的數(shù)據(jù)，可知毛筆畫下記號(hào)C時(shí)，圓柱棒下落的速度vC＝________；畫下記號(hào)D時(shí)，圓柱棒下落的速度vD＝________，CD之間動(dòng)能的變化量為________，在這段這位移上，圓柱棒重力勢(shì)能的變化量為________．(設(shè)棒的質(zhì)量為m)

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖（乙）所示，將包有白紙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，圓柱豎直自由落下，毛筆就在圓柱白紙上劃出記號(hào)，圖（甲）所示，測得記號(hào)之間的距離依次為26、42、58、74、90、106mm，已知馬達(dá)銘牌上有“1440r／min”字樣，請(qǐng)說明如何由此驗(yàn)證機(jī)械能守恒．

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