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.为了研究某一砂轮的转动动能Ek与角速度ω的关系.某同学采用了下述实验方法进行探索:如图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 | ______ | ______ | ______ | ______ | ______ |
答案
(1)根据动能定理得:Ek=f•n•πD,代入计算得到数据如下表所示. ω/rad•s-1 | 0.5 | 1 | 2 | 3 | 4 | n | 5.0 | 20 | 80 | 180 | 320 | Ek/J | 0.5 | 2 | 8 | 18 | 32 |
举一反三
机械手表的时针与分针可视为匀速转动,时针与分针从第一次重合到第二次重合所经历的时间是多少? | 2002年四月下旬,天空中出现了水星、金星、火星、木星、土星近乎直线排列的“五星连珠”的奇观,这种现象的概率大约是几百年一次.假设火星和木星绕太阳作匀速圆周运动,周期分别是T1和T2,而且火星离太阳较近,它们绕太阳运动的轨道基本上在同一平面内,若某一时刻火星和木星都在太阳的同一侧,三者在一条直线上排列,那么再经过多长的时间将第二次出现这种现象( ) | 某种变速自行车,有六个飞轮和三个链轮,如图所示,链轮和飞轮的齿数如下表所示,前后轮直径为660mm,人骑该车行进速度为4m/s时,脚踩踏板做匀速圆周运动的角速度最小值约为( )
名称 | 链轮 | 飞轮 | 齿数N/个 | 48 | 38 | 28 | 15 | 16 | 18 | 21 | 24 | 28 | 宇宙飞船以周期为T绕地球做圆周运动时,由于地球遮挡阳光,会经历“日全食”过程,如图所示.已知地球的半径为R,地球质量为M,引力常量为G,地球自转周期为T0.太阳光可看作平行光,宇航员在A点测出的张角为α,则( )A.飞船绕地球运动的线速度为 | B.一天内飞船经历“日全食”的次数为 | C.飞船每次“日全食”过程的时间为 | D.飞船周期为T= |
| 轻杆AB长2L,A端连在固定轴上,B端固定一个质量为2m的小球,中点C固定一个质量为m的小球,AB杆可以绕A端在竖直平面内自由转动,现将杆置于水平位置,如图所示,然后由静止释放,不计各处摩擦与空气阻力,试求:
(1)AB杆转到竖直位置时,角速度ω多大? (2)AB杆转到竖直位置的过程中,B端小球的机械能增量多大? |
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