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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
网友投稿  2022-10-16 00:00:00  零零社区

◎ 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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