学校开展研究性学习,某同学为了探究杆子转动时的动能表达式,设计了下图甲所示的实验:质量为m的均匀长直杆一端固定在转轴O处,杆由水平位置静止释放,用置于圆弧上某位置的

◎ 题目

学校开展研究性学习,某同学为了探究杆子转动时的动能表达式,设计了下图甲所示的实验:质量为m的均匀长直杆一端固定在转轴O处,杆由水平位置静止释放,用置于圆弧上某位置的光电门测出另一端A经过该位置时的瞬时速度vA,并记下该位置与转轴O的高度差h.
                
⑴该同学用20分度的游标卡尺测得长直杆的横截面的直径如图乙为        mm.
⑵调节光电门在圆弧上的位置,测得多组数据如表格所示.请选择适当的数据处理方法,猜想并写出vA与h的函数关系等式   .
组次
1
2
3
4
5
h/m
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
vA(m/s)
1.73
2.12
2.46
2.74
3.00
⑶当地重力加速度g取10m/s2,不计一切摩擦,结合你找出的函数关系式,根据守恒规律写出此杆转动时动能的表达式EK =  (请用数字、质量m、速度vA表示).
⑷为了减小空气阻力对实验的影响,请提出一条可行性措施                 .

◎ 答案

⑴7.25mm;⑵vA2=30h;⑶Ek=mvA2/6;⑷选择密度较大的直杆(或选择直径较小的直杆)

◎ 解析


试题分析:⑴由图乙可知,游标卡尺的读数为:7mm+0.05×5mm=7.25mm
⑵根据表格数据可知,vA与h无直接关系,因此猜想vA2、vA3、…与h的关系,发现有:vA2=30h
⑶根据机械能守恒定律有:Ek=mgh/2,vA2=3gh,解得:Ek=mvA2/6
⑷为了减小空气阻力对实验的影响,即重力远大于阻力,应选择密度较大的直杆(或选择直径较小的直杆)

◎ 知识点

    专家分析,试题“学校开展研究性学习,某同学为了探究杆子转动时的动能表达式,设计了下图甲所示的实验:质量为m的均匀长直杆一端固定在转轴O处,杆由水平位置静止释放,用置于圆弧上某位置的…”主要考查了你对  【实验:探究小车速度随时间变化的规律】,【实验:探究弹力与弹簧伸长的关系】,【实验:探究加速度与力、质量的关系】,【实验:探究功与速度变化的关系】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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