13.物體因繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)而具有的動(dòng)能叫轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能.某同學(xué)為探究轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能的大小與角速度大小的關(guān)系,設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn):先讓砂輪由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)作勻速轉(zhuǎn)動(dòng)并測(cè)出其角速度ω,然后讓砂輪脫離動(dòng)力,由于克服輪邊緣的摩擦阻力做功(設(shè)阻力大小不變),砂輪最后停下,測(cè)出砂輪開(kāi)始脫離動(dòng)力到停止轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)n.轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能的數(shù)值可由儀器直接讀出.實(shí)驗(yàn)中得到幾組ω、n和Ek的數(shù)值如下表.砂輪直徑d=10cm.
角速度ω/rad/s0.51234
轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)n/r52080180320
轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能Ek/J0.5281832
(1)請(qǐng)選擇適當(dāng)?shù)奈锢砹吭谧鴺?biāo)紙上作出能直觀反映轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能與角速度關(guān)系的圖象;
(2)根據(jù)圖象寫(xiě)出砂輪的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能Ek與角速度ω的定量關(guān)系是Ek=2ω2;
(3)由表格中的數(shù)據(jù)可求得,摩擦阻力大小$\frac{1}{π}$N.

分析 (1)應(yīng)用描點(diǎn)法作圖作出動(dòng)能與角速度的圖象;
(2)分析表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)或根據(jù)圖示圖象得出轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能Ek與角速度ω的定量關(guān)系;
(3)沙輪轉(zhuǎn)動(dòng)n圈過(guò)程克服摩擦力做功為W=nf•πd,根據(jù)動(dòng)能定理求出沙輪受到的摩擦力.

解答 解:(1)根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系內(nèi)描出對(duì)應(yīng)點(diǎn),然后作出圖象如圖所示:

(2)由表格中數(shù)據(jù)分析可知,當(dāng)砂輪的角速度增大為原來(lái)2倍時(shí),砂輪的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能Ek是原來(lái)的4倍,
得到關(guān)系Ek=kω2.當(dāng)砂輪的角速度增大為原來(lái)4倍時(shí),砂輪的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能Ek是原來(lái)的16倍,得到Ek與ω2成正比,
則有關(guān)系式為:Ek=kω2.k是比例系數(shù).將任一組數(shù)據(jù)比如:ω=1rad/s,Ek=2J,
代入得到k=2J•s/rad,所以砂輪的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能Ek與角速度ω的關(guān)系式是Ek=2ω2;
(3)由動(dòng)能定理得:EK=W=nf•πd,
則摩擦力為:f=$\frac{{E}_{K}}{nπd}$=$\frac{0.5}{5×π×0.1}$=$\frac{1}{π}$N;
故答案為:(1)圖象如圖所示;(2)Ek=2ω2;(3)$\frac{1}{π}$.

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理,本題考查了應(yīng)用動(dòng)能定理解決實(shí)際問(wèn)題的能力和應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)處理物理問(wèn)題的能力;解題時(shí)注意摩擦力做功的求解,注意摩擦力做功與路程有關(guān).要掌握描點(diǎn)法作圖的方法.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

3.將帶電荷量為1×10-8C的電荷,從A點(diǎn)移到電場(chǎng)中的B點(diǎn),電場(chǎng)力做功為1×10-6J,(取A點(diǎn)電勢(shì)為零)則:
(1)電荷的電勢(shì)能是增加還是減少?
(2)電荷在B點(diǎn)具有的電勢(shì)能是多少?
(3)B點(diǎn)的電勢(shì)是多少?
(4)將電荷量為-2×10-8C的電荷放在B點(diǎn)時(shí)具有的電勢(shì)能為多少?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

4.在電場(chǎng)中把電量為2.0×10-9C的正電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn),電場(chǎng)力做功1.5×10-7J,再把這個(gè)電荷從B點(diǎn)移到C點(diǎn),克服電場(chǎng)力做功4.0×10-7J.
(1)求A、C兩點(diǎn)間電勢(shì)差;
(2)若以A為零電勢(shì)點(diǎn),求C點(diǎn)的電勢(shì);
(3)試說(shuō)明A、B、C三點(diǎn)的電勢(shì)高低情況.(由大到小排列)

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

1.為了探究功與速度變化的關(guān)系,現(xiàn)提供如圖(a)所示的器材,讓小車(chē)在橡皮筋的作用下彈出后,沿木板
滑行,請(qǐng)思考探究思路并回答下列問(wèn)題.

(1)為了消除摩擦力的影響應(yīng)將木板固定有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的一端墊起適當(dāng)?shù)母叨,使小?chē)在不接橡皮筋時(shí)能緩慢勻速下滑.
(2)當(dāng)我們分別用同樣的橡皮筋1條、2條、3條…并起來(lái)進(jìn)行第1次、第2次、第3次…實(shí)驗(yàn)時(shí),每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋拉伸的長(zhǎng)度都保持一致,我們把第1次實(shí)驗(yàn)時(shí)橡皮筋對(duì)小車(chē)做的功記為W.
(3)由于橡皮筋對(duì)小車(chē)做功而使小車(chē)獲得的速度可以由打點(diǎn)計(jì)時(shí)器和紙帶測(cè)出,對(duì)于不同數(shù)目的橡皮筋做功W,可以計(jì)算出小車(chē)獲得的對(duì)應(yīng)速度v,如圖(b)所示.
(4)根據(jù)圖(b)中的信息,求出橡皮筋做功為3W時(shí)小車(chē)獲得的速度v,及v2,并將所得結(jié)果填寫(xiě)到下表(保留三位有效數(shù)字).
次數(shù)1234
橡皮筋對(duì)小車(chē)做的功W2W3W4W
小車(chē)速度v(m/s)1.001.421.732.00
v2(m2/s21.002.023.004.00
(5)利用第(4)表中的數(shù)據(jù)分析可以得出的結(jié)論是:橡皮筋對(duì)小車(chē)做的功W與小車(chē)速度v2成正比關(guān)系.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

8.如圖所示,在傾角為α的光滑斜面上,放置一根長(zhǎng)為L(zhǎng),質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒.在導(dǎo)體棒中通以電流I時(shí),欲使導(dǎo)體棒靜止在斜面上,下列外加勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小和方向正確的是( 。
A.B=mg$\frac{sinα}{IL}$,方向沿斜面向上B.B=$\frac{mgsinα}{IL}$,方向垂直斜面向下
C.B=mg$\frac{tanα}{IL}$,方向豎直向下D.B=mg$\frac{tanα}{IL}$,方向豎直向上

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

18.為研究外力做功一定的情況下,物體的質(zhì)量與速度的關(guān)系,某同學(xué)用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn).

水平長(zhǎng)木板左端固定一木塊,在木塊上固定打點(diǎn)計(jì)時(shí)器.木塊右側(cè)固定一彈簧,讓連接紙帶的小車(chē)壓縮彈簧至木板的虛線處,由靜止釋放小車(chē),打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一系列點(diǎn),選取點(diǎn)跡均勻的一部分,計(jì)算出小車(chē)運(yùn)動(dòng)的速度υ1,并測(cè)出小車(chē)的質(zhì)量m1;通過(guò)加砝碼的方式改變小車(chē)質(zhì)量,再次壓縮彈簧至木板虛線處由靜止釋放小車(chē),計(jì)算出小車(chē)運(yùn)動(dòng)的速度υ2,測(cè)出小車(chē)和砝碼的總質(zhì)量m2.然后再改變小車(chē)質(zhì)量,重復(fù)以上操作,測(cè)出多組υ3、m3;…υn、mn的值.
(1)每次實(shí)驗(yàn)中,都將小車(chē)壓縮彈簧至長(zhǎng)木板的虛線處由靜止釋放,目的是:小車(chē)獲得相同的動(dòng)能(彈簧對(duì)小車(chē)做功相同);
(2)若要保證彈簧的彈力作為小車(chē)的外力,應(yīng)進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作是:墊高木板固定打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的一端,使小車(chē)連同紙帶一起在木板上勻速運(yùn)動(dòng)(平衡摩擦力);
(3)實(shí)驗(yàn)過(guò)程測(cè)得了五組數(shù)據(jù)如下表:
m/kg0.100.200.300.400.50
v(m•s-11.0000.7070.5770.5000.447
通過(guò)表中數(shù)據(jù),該同學(xué)測(cè)出了 一條過(guò)原點(diǎn)的直線,如圖2所示,圖中的橫坐標(biāo)應(yīng)是:$\frac{1}{{v}^{2}}$;
(4)通過(guò)實(shí)驗(yàn),得到的結(jié)論是:力對(duì)物體做功相同時(shí),物體的質(zhì)量與速度平方成反比.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

5.對(duì)于電場(chǎng)中A、B兩點(diǎn),下列說(shuō)法正確的是( 。
A.將1 C電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn),電場(chǎng)力做1 J的功,這兩點(diǎn)間的電勢(shì)差為1 V
B.電勢(shì)差的定義式UAB=$\frac{{W}_{AB}}{q}$,說(shuō)明兩點(diǎn)間的電勢(shì)差UAB與電場(chǎng)力做功WAB成正比,與移動(dòng)電荷的電荷量q成反比
C.A、B兩點(diǎn)間的電勢(shì)差等于將正電荷從A點(diǎn)移到B點(diǎn)電場(chǎng)力所做的功
D.電荷由A點(diǎn)移到B點(diǎn)的過(guò)程中,除受電場(chǎng)力外,還受其他力的作用,電荷電勢(shì)能的變化就不再等于電場(chǎng)力所做的功

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

2.一帶電粒子從電場(chǎng)中的A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn),徑跡如圖中虛線所示,不計(jì)粒子所受重力,則( 。 
A.粒子帶正電B.粒子加速度逐漸減小
C.粒子的電勢(shì)能不斷減小D.粒子的速度不斷減小

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:填空題

3.電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用220V電源工作,它是利用火花放電在紙帶上打出小孔而顯示點(diǎn)跡的計(jì)時(shí)儀器,工作電源頻率是50Hz,如果用它測(cè)量時(shí),實(shí)驗(yàn)者不知工作電源的頻率變?yōu)?8Hz,仍按50Hz的頻率計(jì)算,這樣算出的速度值與物體速度的真實(shí)值相比是偏大(填“偏大”或“偏小”).

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案