问题 实验题

(10分)一个有一定厚度的圆盘,可以绕通过中心垂直于盘面的水平轴转动,圆盘加速转动时,角速度的增加量Δω与对应之间Δt的比值定义为角加速度β(即)。我们用电磁打点计时器、米尺、游标卡尺、纸带、复写纸来完成下述实验:(打点计时器所接交流电的频率为50Hz,A、B、C、D……为计数点,相邻两计数点间有四个点未画出)

①如图甲所示,将打点计时器固定在桌面上,将纸带的一端穿过打点计时器的限位孔,然后固定在圆盘的侧面,当圆盘转动时,纸带可以卷在圆盘侧面上;

②接通电源,打点计时器开始打点,启动控制装置使圆盘匀加速转动;

③经过一段时间,停止转动和打点,取下纸带,进行测量。

(1)用20分度的游标卡尺测得圆盘的半径如图乙所示,圆盘的半径r为     cm;

(2)由图丙可知,打下计数点D时,圆盘转动的角速度为        rad/s;

(3)纸带运动的加速度大小为      m/s2,圆盘转动的角加速度大小为     rad/s2

(4)如果实验测出的角加速度值偏大,其原因可能是                 (至少写出1条)。

答案

(1)6.000cm;(2)6.5rad/s;(3)0.59m/s2,9.8rad/s2;(4)存在空气阻力;纸带与限位孔之间存在摩擦力等。

分析:(1)20分度的游标卡尺精确度为0.05mm,读数时先读大于1mm的整数部分,再读不足1m的小数部分;

(2)根据平均速度等于中间时刻瞬时速度求出D点的瞬时速度,然后根据v=ωr求解角速度;

(3)用逐差法求解出加速度,再根据加速度等于角加速度与半径的乘积来计算角加速度;

(4)根据公式ρ=ar进行判断.

解:(1)整数部分为60mm,小数部分为零,由于精确度为0.05mm,故需写到0.001cm处,故读数为6.000cm;

故答案为:6.000;

(2)打下计数点D时,速度为

vD===0.389m/s

ω==≈6.5rad/s

故答案为:6.5;

(3)纸带运动的加速度为

a====0.59m/s2

由于ρ=,ω=,故角加速度为ρ==≈0.98rad/s2

故答案为:0.59,0.98;

(4)根据公式ρ=,ρ偏大,为a偏大,或者r偏小,故可能的原因为:测量转动半径时没有考虑纸带的厚度.

单项选择题 A1型题
配伍题 B型题