探究能力是進行物理學(xué)研究的重要能力之一.物體因繞軸轉(zhuǎn)動而具有的動能叫轉(zhuǎn)動動能,轉(zhuǎn)動動能的大小與物體轉(zhuǎn)動的角速度有關(guān).為了研究某一砂輪的轉(zhuǎn)動動能Ek與角速度ω的關(guān)系,某同學(xué)采用了下述實驗方法進行探索.如圖所示,先讓砂輪由動力帶動勻速旋轉(zhuǎn),測得其角速度ω,然后讓砂輪脫離動力,由于克服轉(zhuǎn)軸間摩擦力做功,砂輪最后停下,測出砂輪脫離動力到停止轉(zhuǎn)動的圈數(shù)n,通過分析實驗數(shù)據(jù)得出結(jié)論.另外已測試砂輪轉(zhuǎn)軸的直徑為2 cm,轉(zhuǎn)軸間的摩擦力為10 N/π.經(jīng)實驗測得的幾組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
 
 
 
 
 

(1)計算出砂輪每次脫離動力的轉(zhuǎn)動動能,并填入上表中.
(2)由上述數(shù)據(jù)推導(dǎo)出該砂輪的轉(zhuǎn)動動能Ek與角速度ω的關(guān)系式為        .
(3)若測得脫離動力后砂輪的角速度為2.5 rad/s,則它轉(zhuǎn)過45圈時的角速度為           rad/s 。
(1)(5分)10;40;160;360;640(2)(3分);(3)(3分)0

試題分析:(1)根據(jù)動能定理,摩擦力對砂輪所做的負(fù)功等于砂輪動能的增量,即有,其中,則動能依次為10;40;160;360;640 J;(2)根據(jù)以上數(shù)據(jù)分析可得。(3)根據(jù)動能定理有,解得 rad/s 。
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:填空題

如圖所示,勻強電場分布在正方形ABCD區(qū)域內(nèi),M、N分別為AB邊和BC邊的中點。一個具有初動能E0的帶電粒子射入電場(沿紙面運動)。如果帶電粒子從M點垂直于電場方向進入電場后,恰好從D點離開電場。帶電粒子從D點離開電場時的動能為________;如果帶電粒子從N點垂直于BC邊方向射入電場,它離開電場時的動能為__________。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

如圖所示,傾角為θ的斜面上只有AB段粗糙,其余部分都光滑,AB段長為3L.有若干個相同的小方塊沿斜面靠在一起,但不粘接,總長為L.將它們由靜止釋放,釋放時下端距A為2L.當(dāng)下端運動到A下面距A為L/2時物塊運動的速度達到最大.(單獨研究一個小方塊時可將其視為質(zhì)點)

① 求物塊與粗糙斜面的動摩擦因數(shù);
② 求物塊停止時的位置;
③ 要使所有物塊都能通過B點,由靜止釋放時物塊下端距A點至少要多遠(yuǎn)? 

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,一輕繩繞過無摩擦的兩個輕質(zhì)小定滑輪O1、O2分別與質(zhì)量均為m的小滑塊P和小球Q連接。已知光滑直桿兩端固定且與兩定滑輪在同一豎直平面內(nèi),桿與水平面的夾角為θ,直桿上C點與兩定滑輪均在同一高度。設(shè)直桿足夠長,小球運動過程中不會與其他物體相碰。現(xiàn)將小物塊從C點由靜止釋放,在其下滑過程中,下列說法正確的是  (   )
A.小滑塊P的動能先增加后減小
B.小滑塊P的機械能先減小后增加
C.小球Q的動能先增加后減小
D.小球Q的機械能先增加后減小

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

跳水運動員從高H的跳臺以速度v1水平跳出,落水時速度為v2,運動員質(zhì)量為m,若起跳時,運動員所做的功為W1 , 在空氣中克服阻力所做的功為W2 ,則
A.B.
C.D.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(8分)一長為L的細(xì)線,上端固定,下端拴一質(zhì)量為m、帶電荷量為q的小球,處于如圖所示的水平向右的勻強電場中。開始時,將細(xì)線與小球拉成水平,小球靜止在A點,釋放后小球由靜止開始向下擺動,當(dāng)細(xì)線轉(zhuǎn)過60°角時,小球到達B點速度恰好為零。試求:

(1)A、B兩點的電勢差
(2)勻強電場的場強大;
(3)小球到達B點時,細(xì)線對小球的拉力大小。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(8分) 如圖所示,質(zhì)量為m的小球用長為L的輕質(zhì)細(xì)線懸于O點,與O點處于同一水平線上的P點處有一根光滑的細(xì)釘,已知OP =L,在A點給小球一個水平向左的初速度v0,發(fā)現(xiàn)小球恰能到達跟P點在同一豎直線上的最高點B,則:

(1)小球到達B點時的速度多大?
(2)若不計空氣阻力,則初速度v0多大?
(3)若初速度v0=3,則在小球從A到B的過程中克服空氣阻力做了多少功?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計算題

(14分)如圖裝置,AB段為傾角為37°的粗糙斜面,動摩擦因數(shù)μ1為0.25,BC、CE段光滑,CD為一光滑的圓形軌道,半徑R="0." 32m,物體在C點能順利進出圓形軌道而不損失機械能。EF為一逆時針勻速轉(zhuǎn)動的足夠長的傳送帶,動摩擦因數(shù)μ2為0.2,F(xiàn)從AB面上距地面H處輕輕放上一質(zhì)量m=1kg的小物塊(視為質(zhì)點)。物塊經(jīng)過CD軌道后滑向傳送帶。取,sin370=0.6,cos370=0.8。

1、現(xiàn)將物體從H=2.7m處釋放,求①第一次經(jīng)過B點時的速度大小,②第一次經(jīng)過D點時軌道對物塊的壓力大小。
2、若傳送帶的速度為v=5m/s。物體仍從H=2.7m處釋放,試計算說明物體能否兩次通過最高點D?若能通過,請計算第二次通過最高點D點時軌道對物塊的壓力大小。
3、若傳送帶速度大小可在釋放物塊前預(yù)先調(diào)節(jié)。將物體從H=2.7m處釋放,從釋放到第二次進入圓軌道過程的過程中,試分析物塊和各接觸面摩擦至少要產(chǎn)生多少熱量才能保證物體能夠兩次到達D點?
4、現(xiàn)將傳送帶速度調(diào)節(jié)至一足夠大速度值,將物體從AB某處釋放后,第10次進入圓軌道時仍不脫離圓軌道,試分析釋放物塊的高度有何要求?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

一個初動能為Ek的帶電粒子,以速度v沿垂直電場線方向飛入兩塊平行金屬板間(帶等量異號電荷且正對放置),飛出時動能為3Ek.如果這個帶電粒子的初速度增加到原來的2倍,仍從原位置沿原方向射入,不計重力,那么該粒子飛出時動能為 (    )
A.4.5EkB.4EkC.6Ek D.9.5Ek

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