物体因绕轴转动时而具有的动能叫转动动能.转动动能的大小与角速度大小有关,为了探究转动动能的大小与角速度之间的定量关系,某同学设计了下列一个实验,即研究砂轮的转动.先

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 牛顿第二定律/2022-10-29 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

物体因绕轴转动时而具有的动能叫转动动能.转动动能的大小与角速度大小有关,为了探究转动动能的大小与角速度之间的定量关系,某同学设计了下列一个实验,即研究砂轮的转动.先让砂轮由电动机带动作匀速转动并测出其角速度ω,然后让砂轮脱离动力,由于克服轮边缘的摩擦阻力做功,砂轮最后会停下来,测出砂轮开始脱离动力到停止转动的圈数n,实验中得到几组n和ω的数值见下表:(砂轮直径d=10cm,转轴间摩擦力大小 f=
1
π
 N)
n 5 20 80 180 320
ω(rad/s) 0.5 1 2 3 4
Ek(J) ______ ______ ______ ______ ______
(1)根据功能关系,请你帮他计算出砂轮每次脱离动力时的转动动能,并填入表格内;
(2)利用实验数据,请你帮他确定此砂轮的转动动能与角速度大小间的定量关系式是______.

◎ 答案

(1)沙轮转动n圈过程克服摩擦力做功为W=nf?πd,根据动能定理求出沙轮匀速转动时的动能,填入表格如图.
魔方格

   (2)由表格数据研究发现,当角速度ω变为原来2倍时,沙轮的动能变化变为原来的4倍,动能与角速度的平方成正比,得到Ek=kω2,将任意一组ω,Ek数据代入Ek=kω2,得到k=2J/rad2,则得到Ek=2ω2
故答案为:(1)砂轮每次脱离动力时的转动动能如表格所示.
          (2)砂轮的转动动能与角速度大小间的定量关系式是Ek=2ω2

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“物体因绕轴转动时而具有的动能叫转动动能.转动动能的大小与角速度大小有关,为了探究转动动能的大小与角速度之间的定量关系,某同学设计了下列一个实验,即研究砂轮的转动.先…”主要考查了你对  【向心力】,【牛顿第二定律】,【功能关系】  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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