探究能力是物理学研究的重要能力之一,物体因绕轴转动而具有的动能叫转动动能,转动动能的大小与物体转动的角速度有关,为了研究砂轮的转动动能Ek与角速度ω的关系,某同学采

◎ 题目

探究能力是物理学研究的重要能力之一,物体因绕轴转动而具有的动能叫转动动能,转动动能的大小与物体转动的角速度有关,为了研究砂轮的转动动能Ek与角速度ω的关系,某同学采用了下述实验方法进行探究:先让砂轮由动力带动匀速旋转,测得其角速度ω,然后让砂轮脱离动力,由于克服转轴间摩擦力做功,砂轮最后停下,测出砂轮脱离动力到停止转动的圈数n,通过分析实验数据,得出结论。经实验测得的几组ω和n如下表所示:
ω/rad?s-1
0.5
1
2
3
4
n
5.0
20
80
180
320
Ek/J
 
 
 
 
 
另外已测得砂轮转轴的直径为1cm,转轴间的摩擦力为
(1)计算出砂轮每次脱离动力的转动动能,并填入上表中。
(2)由上述数据推导出砂轮转动动能与角速度的关系式为________________。

◎ 答案

(1)0.5、2、8、18、32;(2)

◎ 解析


试题分析:(1)砂轮克服转轴间摩擦力做的功,根据动能定理可知,砂轮克服转轴间摩擦力做的功等于砂轮动能的减小量,由此求得不同转速下的转动动能;(2)砂轮转一周克服摩擦力做功,根据动能定理可知其动能与角速度所对应关系:,有,解得,即

◎ 知识点

    专家分析,试题“探究能力是物理学研究的重要能力之一,物体因绕轴转动而具有的动能叫转动动能,转动动能的大小与物体转动的角速度有关,为了研究砂轮的转动动能Ek与角速度ω的关系,某同学采…”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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