Question

如图甲所示，用包有白纸的质量为m(kg)的圆柱棒代替纸带和重物，蘸有颜料的毛笔固定在电动机上并随之转动，代替打点计时器．当烧断悬挂圆柱棒的线后，圆柱棒竖直自由下落，毛笔就在圆柱棒表面的纸上画出记号，如图乙所示，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20.0 mm,44.0 mm,68.0 mm,92.0 mm,116.0 mm,140.0 mm，已知电动机铭牌上标有“1200 r/min”字样，由此研究圆柱棒的运动情况．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，图乙中的________端是圆柱棒的悬挂端(填“左”或“右”)．

(2)根据图乙所给的数据，可知毛笔画下记号D时，圆柱棒下落的速度vD＝________m/s ，圆柱棒竖直下落的加速度a=           m／s2．(结果保留三位有效数字)

Answer 1

【知识点】线速度、角速度和周期、转速；自由落体运动．D4

【答案解析】（1） 左（2）  解析： ：（1）电动机的转速n=1200 r/min，所以周期T= min=0.05 s，圆柱棒竖直自由下落，速度越来越大，因此毛笔所画出的记号之间的距离越来越大，因此左端的记号后画上，所以左端是悬挂端．
（2）匀变速直线运动的中间时刻的瞬时速度等于这一段的平均速度vD= m/s=1.60 m/s，加速度a= =9.60    m/s2．

【思路点拨】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．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．