Question

14．一個有一定厚度的圓盤，可以繞通過中心且垂直于盤面的水平軸轉動．用下面的方法測量它勻速轉動時的角速度．
實驗器材：電磁打點計時器，刻度尺，紙帶等．?
實驗步驟：?
（1）如圖1所示，將電磁打點計時器固定在桌面上，將紙帶的一端穿過打點計時器的限位孔后，固定在待測圓盤的側面上，使圓盤轉動時，紙帶可以卷在圓盤側面上．?
（2）啟動控制裝置使圓盤轉動，同時接通電源，打點計時器開始打點．
（3）經(jīng)過一段時間，停止轉動和打點，取下紙帶，進行測量．

①在畫出從t=0開始的x-t圖象（至少描6個點）
②某次實驗測得圓盤半徑r=5.50×10^-2m，得到的紙帶的一段如圖2所示，求角速度．

Answer 1

分析 根據(jù)紙帶得出對應的計時點的距離，運用描點法作出x-t圖象；通過紙帶打點的時間間隔和位移，求出圓盤的線速度，根據(jù)ω=$\frac{v}{r}$得出角速度的表達式，代入數(shù)據(jù)求出角速度的大�。�

解答 解：（1）第一個計時點的位置x=0，每隔一個計時點選為計數(shù)點，
根據(jù)紙帶得出計數(shù)點的距離依次為1.50mm、3.00mm、4.50mm、6.10mm、7.60mm、9.10mm；
運用描點法作出x-t圖象：

（2）取紙帶上首末兩個點的過程研究，之間有15個間隔，
則圓盤的線速度v=$\frac{0.01140}{15×0.02}$=0.038m/s，
則圓盤的角速度ω=$\frac{v}{r}$=$\frac{0.038}{0.055}$=0.69rad/s．
故答案為：（1）如圖
（2）0.69rad/s．

點評 解決本題的關鍵知道該實驗的原理，通過紙帶處理求出圓盤的線速度，根據(jù)線速度與角速度的關系，求出角速度的表達式．