一個(gè)有一定厚度的圓盤,可以繞通過中心垂直于盤面的水平軸轉(zhuǎn)動,圓盤加速轉(zhuǎn)動時(shí),角速度的增加量△ω與對應(yīng)時(shí)間△t的比值定義為角加速度β.我們用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、米尺、游標(biāo)卡尺、紙帶、復(fù)寫紙來完成下述實(shí)驗(yàn):(打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所接交流電的頻率為50Hz,A、B、C、D…為計(jì)數(shù)點(diǎn),相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間有四個(gè)點(diǎn)未畫出)
①如圖甲所示,將打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在桌面上,將紙帶的一端穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔,然后固定在圓盤的側(cè)面,當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)動時(shí),紙帶可以卷在圓盤側(cè)面上;
②接通電源,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器開始打點(diǎn),啟動控制裝置使圓盤勻加速轉(zhuǎn)動;
③經(jīng)過一段時(shí)間,圓盤停止轉(zhuǎn)動和打點(diǎn),取下紙帶,進(jìn)行測量.(計(jì)算結(jié)果 保留3位有效數(shù)字).
(1)用20分度的游標(biāo)卡尺測得圓盤的直徑如圖乙所示,圓盤的半徑r為
3.000cm
3.000cm
.cm;
(2)由圖丙可知,打下計(jì)數(shù)點(diǎn)D時(shí),圓盤轉(zhuǎn)動的角速度為
13.0
13.0
rad/s;
(3)紙帶運(yùn)動的加速度大小為
0.593
0.593
m/s2,圓盤轉(zhuǎn)動的角加速度大小為
19.8
19.8
.rad/s2
分析:(1)20分度的游標(biāo)卡尺精確度為0.05mm,讀數(shù)時(shí)先讀大于1mm的整數(shù)部分,再讀不足1m的小數(shù)部分;
(2)根據(jù)平均速度等于中間時(shí)刻瞬時(shí)速度求出D點(diǎn)的瞬時(shí)速度,然后根據(jù)v=ωr求解角速度;
(3)用逐差法求解出加速度,再根據(jù)加速度等于角加速度與半徑的乘積來計(jì)算角加速度.
解答:解:(1)整數(shù)部分為60mm,小數(shù)部分為零,由于精確度為0.05mm,故需寫到0.001cm處,故讀數(shù)為6.000cm;故半徑為3.000cm;
(2)打下計(jì)數(shù)點(diǎn)D時(shí),速度為
vD=
CE
2T
=
(13.19-5.41)×0.01
2×0.1s
=0.389m/s

ω=
v
r
=
0.389
0.06
≈6.5rad/s
(3)紙帶運(yùn)動的加速度為
a=
△x
(△t)2
=
CE-AC
(△t)2
=
(13.19-2×5.41)×0.01
0.22
=0.593m/s2
由于β=
△?
△t
,ω=
v
r
,故角加速度為β=
a
r
=
0.59
0.03
≈19.8rad/s2
故答案為:(1)3.000cm;(2)13.0rad/s;(3)0.593(0.600)m/s2,19.8(20.0)rad/s2
點(diǎn)評:本題根據(jù)根據(jù)題意中角加速度的定義,同時(shí)結(jié)合紙帶處理中加速度和速度的求法進(jìn)行分析處理.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

一個(gè)有一定厚度的圓盤,可以繞通過中心垂直于盤面的水平軸轉(zhuǎn)動.用下面的方法測量它勻速轉(zhuǎn)動時(shí)的角速度.
實(shí)驗(yàn)器材:電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、米尺、紙帶、復(fù)寫紙片.
實(shí)驗(yàn)步驟:
(1)如圖1所示,將電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在桌面上,將紙帶的一端穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔后,固定在待測圓盤的側(cè)面上,使得圓盤轉(zhuǎn)動時(shí),紙帶可以卷在圓盤側(cè)面上.?
(2)啟動控制裝置使圓盤轉(zhuǎn)動,同時(shí)接通電源,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器開始打點(diǎn).
(3)經(jīng)過一段時(shí)間,停止轉(zhuǎn)動和打點(diǎn),取下紙帶,進(jìn)行測量.?
①由已知量和測得量表示的角速度的表達(dá)式為ω=
L
nTr
L
nTr
,式中各量的意義是:
式中T為電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的周期,r為圓盤的半徑,L是用米尺測量的紙帶上選定的兩點(diǎn)間的長度,n為選定的兩點(diǎn)間的打點(diǎn)周期數(shù)
式中T為電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的周期,r為圓盤的半徑,L是用米尺測量的紙帶上選定的兩點(diǎn)間的長度,n為選定的兩點(diǎn)間的打點(diǎn)周期數(shù)

②某次實(shí)驗(yàn)測得圓盤半徑r=5.50×10-2 m,得到的紙帶的一段如圖2所示,求得角速度為
6.97rad/s
6.97rad/s

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科目:高中物理 來源: 題型:

A.一個(gè)有一定厚度的圓盤,可以繞通過中心垂直于盤面的水平軸轉(zhuǎn)動,某同學(xué)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器來研究它由靜止開始轉(zhuǎn)動的情況.如圖甲所示,紙帶固定在待測圓盤的側(cè)面上,使得圓盤轉(zhuǎn)動時(shí),紙帶可以卷在圓盤側(cè)面上.先讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器開始打點(diǎn),然后使圓盤由靜止開始轉(zhuǎn)動,得到如圖乙的一段紙帶,紙帶上每兩個(gè)相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間均有四個(gè)點(diǎn)未標(biāo)出.已知圓盤半徑r=5.50×10-2m,交流電頻率是50Hz,公式v=ω-r表示線速度和角速度的瞬時(shí)對應(yīng)關(guān)系,則研究這段紙帶會發(fā)現(xiàn),在0-0.4秒這段時(shí)間內(nèi),圓盤的角速度變化特點(diǎn)是
 
;如果用類似于研究勻加速度運(yùn)動的方法研究圓盤這段時(shí)間內(nèi)的轉(zhuǎn)動,那么描述圓盤角速度變化快慢的角加速度為
 

精英家教網(wǎng)

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)一個(gè)有一定厚度的圓盤,可以繞通過中心垂直于盤面的水平軸轉(zhuǎn)動.用下面的方法測量它勻速轉(zhuǎn)動的角速度.
實(shí)驗(yàn)器材:電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,米尺,紙帶,復(fù)寫紙片.
實(shí)驗(yàn)步驟:
(1)如圖1所示,將電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在桌面上,將紙帶的一端穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔后,固定在待測圓盤的側(cè)面上,使得圓盤轉(zhuǎn)動時(shí),紙帶可以卷在圓盤側(cè)面上.
(2)啟動控制裝置使圓盤轉(zhuǎn)動,同時(shí)接通電源,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器開始打點(diǎn).
(3)經(jīng)過一段時(shí)間,停止轉(zhuǎn)動和打點(diǎn),取下紙帶,進(jìn)行測量.如圖2所示,該同學(xué)在紙帶上打的點(diǎn)上方標(biāo)上了字母a、b、c、d….
①由已知量和測得量表示的角速度的表達(dá)式為ω=
 
.式中各量的意義是:
 

②某次實(shí)驗(yàn)測得圓盤半徑r=5.50×10-2m,得到的紙帶的一段如圖2所示.求得角速度為
 
.(保留兩位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)一個(gè)有一定厚度的圓盤A,可以繞通過中心垂直于盤面的水平軸轉(zhuǎn)動.用下面的方法測量它勻速轉(zhuǎn)動的角速度.
實(shí)驗(yàn)器材:電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器,米尺,紙帶,復(fù)寫紙片.
實(shí)驗(yàn)步驟:
(1)如圖所示,將電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在桌面上,將紙帶的一端穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔后,固定在待測圓盤的側(cè)面上,使得圓盤轉(zhuǎn)動時(shí),紙帶可以卷在圓盤側(cè)面上.
(2)啟動控制裝置使圓盤轉(zhuǎn)動,同時(shí)接通電源,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器開始打點(diǎn).
(3)經(jīng)過一段時(shí)間,停止轉(zhuǎn)動和打點(diǎn),取下紙帶,進(jìn)行測量(已知電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)周期為T).需要測量的物理量有
 
;由已知量和測得量表示的角速度的表達(dá)式為ω=
 
(用相應(yīng)的字母表示).

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