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    如图（a）所示，用细线将包有白纸带的质量为1.00kg的圆柱棒悬挂，另有蘸有颜料的毛笔固定在电动机上并随之转动．当烧断悬挂圆柱棒的细线后，圆柱棒竖直自由下落，毛笔就在圆柱棒面上的纸带上画出记号，如图（b）所示，设毛笔接触棒时不影响棒的运动．测得记号之间的距离依次为 26.0mm、42.0mm、58.0mm、74.0mm、90.0mm、106.0mm，已知电动机铭牌上标有“1440r/min”字样，由此验证机械能守恒．根据以上内容．回答下列问题：
    （1）毛笔画相邻两条线的时间间隔 T=
    1
    24
    1
    24
    s，图（b）中的
    左
    左
    端是圆柱棒的悬挂端（填左或右），由上往下看，电动机是
    逆
    逆
    时针旋转的（填顺或逆）．
    （2）根据图（b）所给的数据，可知毛笔画下记号 C 时，圆柱棒下落的速度 VC=
    1.2
    1.2
    m/s；画下记号D 时，圆柱棒下落的速度 VD=
    1.6
    1.6
    m/s；记号 C、D 之间棒的动能的变化量为
    0.52
    0.52
    J，重力势能的变化量为
    0.57
    0.57
     J（g=9.8m/s2）．由此可得出的结论是
    在误差允许范围内圆柱下落过程中机械能守恒
    在误差允许范围内圆柱下落过程中机械能守恒
    ．
    分析：了解该实验装置的原理，它类似于打点计时器，蘸有颜料的毛笔随电动机转一圈就在圆柱棒面上的纸上画出记号，这就像打点计时器每隔一定时间就打一个点．数据的处理思路与打点计时器打出来的纸带处理一样．
    利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度，从而求出动能．根据功能关系得重力势能减小量等于重力做功的数值．
    解答：解：（1）毛笔画相邻两条线的时间间隔为电动机的转动周期．
    已知电动机铭牌上标有“1440r/min”字样，即每秒转24周，所以T=
    1
    24
    s
    圆柱下落过程中，毛笔依次从圆柱的下端往上端画，随着时间圆柱是加速运动，在b图中圆柱的左端速度较大，右端速度较小，所以图b中的圆柱棒的左端是悬挂端．由上往下看，电动机是逆时针转动的．
    （2）利用匀变速直线运动的推论
    vc=
    x
    t
    =
    (0.058+0.042)
    2×
    1
    24
    =1.2m/s
    vD=
    x
    t
    =
    (0.058+0.074)
    2×
    1
    24
    =1.6m/s
    C、D之间棒的动能的变化量为△EK=EkD-EkC=
    1
    2
    mvD2-
    1
    2
    mvC2=0.52 J
    根据重力势能的定义式得：
    重力势能减小量△Ep=mgh=1.0×9.8×0.058J=0.57 J．
    重力势能减小量略大于C、D之间棒的动能的变化量，所以在误差允许范围内圆柱下落过程中机械能守恒．
    故答案为：（1）
    1
    24
    ；左；逆；（2）1.2；1.6；0.52；0.57；在误差允许范围内圆柱下落过程中机械能守恒
    点评：该实验装置是根据打点计时器的特点和实验原理进行设计新的实验．
    数据的处理思路与打点计时器打出来的纸带处理一样．
    我们对于书本上的实验必须要掌握实验原理，了解实验的仪器、操作步骤和数据处理以及注意事项，才能解决设计实验的问题．
    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：

    （1）在用打点计时器研究小车的匀变速直线运动的实验中：
    ①某学生将打点计时器接到频率为50Hz的交流电源上，实验时得到一条纸带．他在纸带上便于测量的地方开始，每隔4个打点标定一个计数点，共标出了A、B、C、D、E五个连续的计数点（相邻两个计数点间还有4个点没有标出）．测量时发现B点已模糊不清，于是他测得AC长为14.56cm，CD长为11.15cm，DE长为13.73cm．则打下C点时小车的瞬时速度大小vC=
     
     m/s，小车运动的加速度大小a=
     
    m/s2．（均保留3位有效数字）
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    ②如果在实验过程中，交流电源的频率变为52Hz，而实验者并不知道，仍然按50Hz来进行计算，则其得出的加速度a的测量值与真实值相比，应该
     
    ．（选填：“偏大”、“偏小”或“不变”）
    ③实验中如果是通过悬挂钩码（借助滑轮和细线）来牵拉，使实验小车做匀加速直线运动的，则是否需要记录所悬挂钩码的质量或重力？
     
    （选填：“需要”或“不需要”）
    （2）如图（a）所示，用铁架台、弹簧和多个已知质量且质量相等的钩码，探究在弹性限度内弹簧弹力与弹簧伸长长度的关系实验．
    ①为完成实验，还需要的实验器材有：
     
    ；
    ②实验中需要测量（记录）的物理量有：
     
    ；
    ③图（b）是弹簧所受弹力F与弹簧伸长长度x的F-x图线，由此可求出弹簧的劲度系数为
     
    N/m．图线不过原点的原因是由于
     
    ．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图7-1-8所示,小球用细线拴住在光滑的水平面上做匀速圆周运动.圆的半径是1 m,小球的质量是0.1 kg,线速度v=1 m/s,小球由A点运动到B点恰好是半个圆周,那么在这段运动中线的拉力做的功是(    )

    图7-1-8

    A.0                  B.0.1 J                 C.0.314 J                  D.无法确定

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图7-1-8所示,小球用细线拴住在光滑的水平面上做匀速圆周运动.圆的半径是1 m,小球的质量是0.1 kg,线速度v=1 m/s,小球由A点运动到B点恰好是半个圆周,那么在这段运动中线的拉力做的功是(    )

    图7-1-8

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    科目：高中物理 来源：2007-2008学年上海市闸北区高三（上）期末物理试卷（解析版） 题型：解答题

    如图（a）所示，用细线将包有白纸带的质量为1.00kg的圆柱棒悬挂，另有蘸有颜料的毛笔固定在电动机上并随之转动．当烧断悬挂圆柱棒的细线后，圆柱棒竖直自由下落，毛笔就在圆柱棒面上的纸带上画出记号，如图（b）所示，设毛笔接触棒时不影响棒的运动．测得记号之间的距离依次为 26.0mm、42.0mm、58.0mm、74.0mm、90.0mm、106.0mm，已知电动机铭牌上标有“1440r/min”字样，由此验证机械能守恒．根据以上内容．回答下列问题：
    （1）毛笔画相邻两条线的时间间隔 T=______s，图（b）中的______端是圆柱棒的悬挂端（填左或右），由上往下看，电动机是______时针旋转的（填顺或逆）．
    （2）根据图（b）所给的数据，可知毛笔画下记号 C 时，圆柱棒下落的速度 VC=______m/s；画下记号D 时，圆柱棒下落的速度 VD=______m/s；记号 C、D 之间棒的动能的变化量为______J，重力势能的变化量为______ J（g=9.8m/s2）．由此可得出的结论是______．

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