Question

17．如图甲所示，用细线竖直拉着包有白纸的质量为m（kg）的圆柱棒，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线后，圆柱棒保持竖直状态由静止下落，毛笔就在圆柱棒表面的纸上画出记号，设毛笔接触棒时不影响棒的运动．测得某段记号之间的距离如图乙所示，已知电动机铭牌上标有“1200r/min”字样，根据以上内容，回答下列问题：

（1）图乙中的左端是圆柱体的悬挂端（填“左”或“右”）；
（2）根据已知所给的数据，可知毛笔画下记号D时，圆柱棒下落的速度v_D=1.60m/s；圆柱棒竖直下落的加速度为9.60m/s²．

Answer 1

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．

解答 解：①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电动机的转速n=1200 r/min，所以周期T=0.05 s，
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为：v_D=$\frac{（68.0+92.0）×0.001}{2×0.05}$m/s=1.60 m/s，
加速度为：a=$\frac{0.024}{{（0.05）}^{2}}$=9.60 m/s²．
故答案为：（1）左；（2）1.60；9.60

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．