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 （16分）探究能力是物理學研究的重要能力之一．有同學通過設計實驗來探究物體因繞軸轉動而具有的轉動動能與哪些因素有關。他以圓型砂輪為研究對象，研究其轉動動能與其質量、半徑、角速度等的具體關系。如圖16所示,砂輪由動力帶動勻速旋轉測得其角速度ω，然后讓砂輪脫離動力，用一把彈性尺子與砂輪接觸使砂輪慢慢停下，設尺和砂輪間的摩擦力恒為，（不計轉軸的質量及其與支架間的摩擦）分別取不同質量、不同半徑的砂輪，使其以不同角速度旋轉的進行實驗，最后得到的數據如下表所示：

半徑/cm

質量/m0

角速度/rad·s-1

圈數

轉動動能/J

4

1

2

8

 

4

1

3

18

 

4

1

4

32

 

4

2

2

16

 

4

3

2

24

 

4

4

2

32

 

8

1

2

16

 

12

1

2

24

 

16

1

2

32

 

(1)根據題給數據計算砂輪的轉動動能Ek，并填在上面的表格里。

(2)由上述數據推導出該砂輪的轉動動能Ek與質量m、角速度ω、半徑r的關系式為_____________。

(3)以上實驗運用了物理學中的一個重要的思維方法是:_________________。　

 

 

【答案】

 

半徑/cm

質量/m0

角速度/rad·s-1

圈數

轉動動能/J

 

 

 

 

6.4

 

 

 

 

14.4

 

 

 

 

25.6

 

 

 

 

12.8

 

 

 

 

19.2

 

 

 

 

25.6

 

 

 

 

25.6

 

 

 

 

57.6

 

 

 

 

102.4

 

（2）EK　= kmω2　r2 (k是比例常數)                （3）控制變量法　

 

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

探究能力是物理學研究的重要能力之一，有同學通過設計實驗探究繞軸轉動而具有的轉動動能與哪些因素有關．他以圓形砂輪為研究對象，研究其轉動動能與質量、半徑、角速度的具體關系．砂輪由動力帶動勻速旋轉測得其角速度ω，然后讓砂輪脫離動力，用一把彈性尺子與砂輪接觸使砂輪慢慢停下，設尺子與砂輪間的摩擦力大小恒為
10
π
牛（不計轉軸與砂輪的摩擦），分別取不同質量、不同半徑的砂輪，使其以不同的角速度旋轉進行實驗，得到數據如下表所示：
（1）由上述數據推導出轉動動能Ek與質量m、角速度ω、半徑r的關系式為
．
（2）以上實驗運用了物理學中的一個重要的實驗方法是
．
半徑r/cm 質量/m0 角速度（rad/s） 圈數 轉動動能/J
4 1 2 8
4 1 3 18
4 1 4 32
4 2 2 16
4 3 2 24
4 4 2 32
8 1 2 16
12 1 2 24
16 1 2 32

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科目：高中物理 來源： 題型：

探究能力是物理學研究的重要能力之一．有同學通過設計實驗來探究物體因繞軸轉動而具有的轉動動能與哪些因素有關．他以圓型砂輪為研究對象，研究其轉動動能與其質量、半徑、角速度等的具體關系．如圖所示，砂輪由動力帶動勻速旋轉，測得其角速度ω，然后讓砂輪脫離動力，用一把彈性尺子與砂輪接觸使砂輪慢慢停下，設尺和砂輪間的摩擦力恒為
10
π
N（轉動過程動能定理也成立．不計轉軸的質量及其與支架間的摩擦）．分別取不同質量、不同半徑的砂輪，使其以不同角速度旋轉的進行實驗，最后得到的數據如下表所示：
半徑/cm 質量/m0 角速度/rad?s-1 圈數 轉動動能/J
4 1 2 8
6.4
6.4
4 1 4 32
25.6
25.6
4 2 2 16
12.8
12.8
4 4 2 32
25.6
25.6
8 1 2 16
25.6
25.6
16 1 2 32
102.4
102.4
（1）根據題給數據計算砂輪的轉動動能Ek，并填在上面的表格里．
（2）由上述數據推導出該砂輪的轉動動能Ek與質量m、角速度ω、半徑r的關系式為
EK=kmω2r2
EK=kmω2r2
．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

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Ⅰ．某同學做探究“合力的功和物體速度變化關系”的實驗裝置如圖1，小車在橡皮筋作用下彈出，沿木板滑行．用一條橡皮筋時對小車做的功記為W，當用2條、3條…，完全相同的橡皮筋并在一起進行第2次、第3次…實驗時，每次實驗中橡皮筋伸長的長度都保持一致．實驗中小車獲得的速度由打點計時器所打的紙帶測出．實驗中木板水平放置，小車在橡皮筋作用下運動，當小車速度最大時，關于橡皮筋所處的狀態(tài)與小車所在的位置，下列說法正確的是
 

A．橡皮筋仍處于伸長狀態(tài)
B．橡皮筋恰好恢復原長
C．小車恰好運動到兩個鐵釘的連線處
D．小車已超過兩個鐵釘的連線
Ⅱ．探究能力是物理學研究的重要能力之一，有同學通過設計實驗探究繞軸轉動而具有的轉動動能與哪些因素有關．他以圓形砂輪為研究對象，研究其轉動動能與質量、半徑、角速度的具體關系．砂輪由動力帶動勻速旋轉測得其角速度ω，然后讓砂輪脫離動力，用一把彈性尺子與砂輪接觸使砂輪慢慢停下，設尺子與砂輪間的摩擦力大小恒為
10
π
牛（不計轉軸與砂輪的摩擦），分別取不同質量、不同半徑的砂輪，使其以不同的角速度旋轉進行實驗，得到數據如下表所示：
（1）由上述數據推導出轉動動能Ek與質量m、角速度ω、半徑r的關系式為
 
（比例系數用k表示）．
（2）以上實驗運用了物理學中的一個重要的實驗方法是
 
．
半徑r/cm 質量m/kg 角速度ω（rad/s） 圈數 轉動動能Ek/J
4 1 2 8
4 1 3 18
4 1 4 32
4 2 2 16
4 3 2 24
4 4 2 32
8 1 2 16
12 1 2 24
16 1 2 32
Ⅲ．測定木塊與長木板之間的動摩擦因數時，采用如圖2所示的裝置，圖中長木板水平固定．
（1）實驗過程中，電火花計時器接在頻率為50Hz的交流電源上．調整定滑輪高度，使
 
．
（2）已知重力加速度為g，測得木塊的質量為M，砝碼盤和砝碼的總質量為m，木塊的加速度為a，則木塊與長木板間動摩擦因數
μ=
 
．
（3）如圖3為木塊在水平木板上帶動紙帶運動打出的一條紙帶的一部分，0、1、2、3、4、5、6為計數點，相鄰兩計數點間還有4個打點未畫出．從紙帶上測出x1=3.20cm，x2=4.52cm，x5=8.42cm，x6=9.70cm．則木塊加速度大小a=
 
 m/s2（保留兩位有效數字）．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（1）探究能力是物理學研究的重要能力之一，物體因繞軸轉動而具有的動能叫轉動動能，轉動動能的大小與物體轉動的角速度有關，為了研究砂輪的轉動動能Ek與角速度ω的關系，某同學采用了下述實驗方法進行探究：先讓砂輪由動力帶動勻速旋轉測得其角速度ω，然后讓砂輪脫離動力，由于克服轉軸間摩擦力做功，砂輪最后停下，測出砂輪脫離動力到停止轉動的圈數n，通過分析實驗數據，得出結論．經實驗測得的幾組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
另外已測得砂輪轉軸的直徑為1cm，轉軸間的摩擦力為
10
π
N
①計算出砂輪每資助脫離動力的轉動動能，并填入上表中精英家教網
②由上述數據推導出砂輪轉動動能與角速度的關系式為
 

（2）應用《伏安法測電阻》時，由于電壓表、電流表內阻的影響，使得測量結果存在著誤差，而按圖中所示的電路進行測量，則可以避免由電壓表和電流表內阻所帶來的誤差．電流表和電壓表的量程分別用0～0.6A和0～3V檔．
①請在下列橫線上簡要寫出還未完成的主要操作步驟，并用字母表達相應測量值
a．閉合開關S1、S2接2，調節(jié)Rp和R?p，使電壓表和電流表的讀數盡可能大，讀出電流表和電壓表讀數I2、U2
b．保持Rp不變
 

②請推導出待測電阻Rx的表達式．
③用線把實物圖按電路圖連成測量電路，請將圖中未連的線完成．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（1）用游標為20分度的卡尺，測某圓筒的內徑時，卡尺上的示數如圖，可讀出圓筒的內徑是
 
mm．
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（2）探究能力是物理學研究的重要能力之一．
物體因繞軸轉動而具有的動能叫轉動動能，轉動動能的大小與物體轉動的角速度有關．為了研究某一砂輪的轉動動能Ek與角速度ω的關系，某同學采用了下述實驗方法進行探索：先讓砂輪由動力帶動勻速旋轉測得其角速度ω，然后讓砂輪脫離動力，由于克服轉軸間摩擦力做功，砂輪最后停下，測出砂輪脫離動力到停止轉動的圈數n，通過分析實驗數據，得出結論．經實驗測得的幾組ω和n如下表所示：另外已測得砂輪轉軸的直徑為1cm，轉軸間的摩擦力為10/π N．
ω/rad?s-1 0.5 1 2 3 4
n 5.0 20 80 180 320
Ek/J
 
 
 
 
 
①計算出砂輪每次脫離動力的轉動動能，并填入上表中．
②由上述數據推導出該砂輪的轉動動能Ek與角速度ω的關系式為
 
．
③若測得脫離動力后砂輪的角速度為2.5rad/s，則它轉過45圈時的角速度為
 
rad/s．

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