16.現(xiàn)有一個(gè)一定厚度的圓盤,它可以繞通過(guò)中心垂直于盤面的水平軸轉(zhuǎn)動(dòng). 當(dāng)圓盤的轉(zhuǎn)動(dòng)快慢發(fā)生改變時(shí),我們可以定義:角速度的變化量△ω與對(duì)應(yīng)時(shí)間△t的比值為角加速度β(即β=).用電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器(所接交流電的頻率為50Hz)、復(fù)寫紙、毫米刻度尺、游標(biāo)卡尺、紙帶(不計(jì)厚度)來(lái)完成下述實(shí)驗(yàn):
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(guò)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(dòng)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(kāi)始打點(diǎn),啟動(dòng)控制裝置使圓盤勻加速轉(zhuǎn)動(dòng);
③經(jīng)過(guò)一段時(shí)間,停止轉(zhuǎn)動(dòng)和打點(diǎn),取下紙帶,進(jìn)行測(cè)量.

(1)用20分度的游標(biāo)卡尺測(cè)得圓盤的直徑如圖乙所示,圓盤的直徑d為60.00 mm.
(2)如圖丙所示,紙帶上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(huà)出,則打下計(jì)數(shù)點(diǎn)D時(shí),紙帶運(yùn)動(dòng)的速度大小為0.389 m/s,圓盤此時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為13.0 rad/s,紙帶運(yùn)動(dòng)的加速度大小為0.593m/s2,圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角加速度大小為19.8 rad/s2.(計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)

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;
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(lái)計(jì)算角加速度.

解答 解:(1)游標(biāo)卡尺主尺部分讀數(shù)為60mm,小數(shù)部分為零,由于精確度為0.05mm,故需讀到0.001mm處,故讀數(shù)為60.00mm;
(2)由于每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)沒(méi)有畫(huà)出,所以相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T=0.1s,
根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的速度等于該過(guò)程中的平均速度,
可以求出打紙帶上D點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度大。校
vD=$\frac{{x}_{CE}}{{t}_{CE}}$=$\frac{0.1319-0.0541}{0.2}$=0.389m/s
圓盤的直徑是60.00mm,
故有:ω=$\frac{v}{r}$=$\frac{0.389}{0.03}$=13.0rad/s
根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式△x=aT2可以求出加速度的大小,得:a=$\frac{{x}_{CE}-{x}_{AC}}{4{T}^{2}}$=$\frac{0.1319-2×0.0541}{4×0.{1}^{2}}$=0.593m/s2
由于β=$\frac{△ω}{△t}$,ω=$\frac{v}{r}$,
故角加速度為:β=$\frac{a}{r}$=$\frac{0.6}{0.03}$=19.8rad/s2
故答案為:(1)60.00;(2)0.389,13.0,0.593,19.8.

點(diǎn)評(píng) 解決的關(guān)鍵掌握游標(biāo)卡尺的讀數(shù)方法,會(huì)通過(guò)紙帶求解瞬時(shí)速度和加速度,要提高應(yīng)用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的能力,以及知道加速度與角加速度的關(guān)系.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

1.一物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng).當(dāng)t=0時(shí),物體的速度大小為12m/s,方向向東;當(dāng)t=2s時(shí),物體的速度大小為8m/s,方向仍向東,則當(dāng)t為多少時(shí),物體的速度大小變?yōu)?m/s(  )
A.3 sB.4 sC.7 sD.9 s

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

7.發(fā)展核電既是中國(guó)發(fā)展突破能源、交通、環(huán)保瓶頸的上策,也符合國(guó)家關(guān)于“節(jié)能減排”的號(hào)召,下列關(guān)于核電站的說(shuō)法中正確的是( 。
A.核反應(yīng)方程可能是:${\;}_{92}^{235}$U→${\;}_{56}^{141}$Ba+${\;}_{36}^{92}$Kr+2${\;}_{0}^{1}$n
B.核反應(yīng)過(guò)程中質(zhì)量和質(zhì)量數(shù)都發(fā)生了虧損
C.在核反應(yīng)堆中利用控制棒吸收中子從而減小中子對(duì)環(huán)境的影響
D.核電站的能量轉(zhuǎn)換過(guò)程是:通過(guò)核反應(yīng)堆將核能轉(zhuǎn)化為熱能,再通過(guò)汽輪機(jī)將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,最后通過(guò)發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

4.如圖所示,傾斜的傳送帶保持靜止,一木塊可從頂端以一定的初速度勻加速下滑到底端.如果讓傳送帶沿圖中虛線箭頭所示的方向勻速運(yùn)動(dòng),同樣的木塊從頂端以同樣的初速度下滑到底端的過(guò)程中,與傳送帶保持靜止時(shí)相比( 。
A.木塊在滑到底端的過(guò)程中的時(shí)間變長(zhǎng)
B.木塊在滑到底端的過(guò)程中,克服摩擦力做的功增多
C.木塊在滑到底端的過(guò)程中,重力做功的平均功率變小
D.木塊在滑到底端的過(guò)程中,系統(tǒng)產(chǎn)生的內(nèi)能增大

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

11.如圖,A、B、C三個(gè)一樣的滑塊從粗糙斜面上的同一高度同時(shí)開(kāi)始運(yùn)動(dòng),A由靜止釋放,B的初速度方向沿斜面向下,大小為v0,C的初速度方向沿斜面水平向左,大小也為v0.下列說(shuō)法中正確的是( 。
A.滑到斜面底端時(shí),C的機(jī)械能減少最多
B.滑到斜面底端時(shí),B的動(dòng)能最大
C.滑到斜面底端時(shí),C的重力勢(shì)能減少最多
D.三個(gè)滑塊滑到斜面底端所用時(shí)間的關(guān)系為tA=tC>tB

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:填空題

1.任何一項(xiàng)重大技術(shù)都需要經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的醞釀,在理論和實(shí)驗(yàn)上取得突破,繼而才轉(zhuǎn)化為技術(shù)成果.如激光技術(shù)的應(yīng)用:1917年愛(ài)因斯坦提出光的受激理論,至1960年才制成第一臺(tái)激光器,迄今,激光技術(shù)已在基礎(chǔ)科學(xué)、軍事、通信、醫(yī)學(xué)、工業(yè)、生物工程、生產(chǎn)領(lǐng)域和日常生活等各個(gè)方面起著重要而顯著的作用.激光被譽(yù)為20世紀(jì)的“世紀(jì)之光”.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

8.正弦交變電動(dòng)勢(shì)的最小值出現(xiàn)在( 。
A.線圈經(jīng)過(guò)中性面時(shí)B.穿過(guò)線圈的磁通量為零時(shí)
C.穿過(guò)線圈的磁通量變化最快時(shí)D.線圈邊框的速度與磁感線垂直

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:填空題

5.某同學(xué)用伏安法測(cè)一個(gè)未知電阻的阻值,他先將電壓表接在b點(diǎn),讀得兩表示數(shù)分別為U1=3.0V,I1=3.0mA,然后將電壓表改接在a點(diǎn),讀得兩表示數(shù)分別為U2=2.9V,I2=4.0mA,如圖所示,由此可知電壓表應(yīng)接到b點(diǎn)誤差較小,測(cè)得Rx值應(yīng)為1000Ω

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

6.在平直公路上行駛的汽車,假設(shè)汽車的輸出功率和所受的阻力都保持不變,在汽車從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到速度恒定的過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是( 。
A.汽車牽引力將減小至零
B.汽車牽引力減小到某一值后保持不變
C.汽車加速度不變
D.阻力對(duì)汽車一直做負(fù)功,牽引力對(duì)汽車先做正功后來(lái)就不做功了

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案