Question

一個有一定厚度的圓盤，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，角速度的增加量Δω與對應(yīng)時間Δt的比值定義為角加速度β（即）．我們用電磁打點(diǎn)計時器、刻度尺、游標(biāo)卡尺、紙帶、復(fù)寫紙來完成下述實(shí)驗(yàn)：（打點(diǎn)計時器所接交流電的頻率為50 Hz，A、B、C、D……為計數(shù)點(diǎn)，相鄰兩計數(shù)點(diǎn)間有四個點(diǎn)未畫出）

①如圖甲所示，將打點(diǎn)計時器固定在桌面上，將紙帶的一端穿過打點(diǎn)計時器的限位孔，然后固定在圓盤的側(cè)面，當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)動時，紙帶可以卷在圓盤側(cè)面上；

②接通電源，打點(diǎn)計時器開始打點(diǎn)，啟動控制裝置使圓盤勻加速轉(zhuǎn)動；

③經(jīng)過一段時間，停止轉(zhuǎn)動和打點(diǎn)，取下紙帶，進(jìn)行測量．

（1）用20分度的游標(biāo)卡尺測得圓盤的半徑如圖乙所示，圓盤的半徑r為        cm；

（2）由圖丙可知，打下計數(shù)點(diǎn)D時，圓盤轉(zhuǎn)動的角速度為          rad/s；（取二位有效數(shù)字，下同）

（3）紙帶運(yùn)動的加速度大小為         m/s²，圓盤轉(zhuǎn)動的角加速度大小為            rad/s²；

（4）如果實(shí)驗(yàn)測出的角加速度值偏大，其原因可能是                             （寫出1條）．

 

Answer 1

【答案】

（1）   6.000  cm； （2）  6.5  rad/s； （3）  0.59 m/s²   9.8  rad/s² ；

（4）    圓盤“半徑”在不斷增大等   

【解析】

試題分析：（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，因此半徑為3.000cm；

（2）打下計數(shù)點(diǎn)D時，速度為 ，

故

（3）紙帶運(yùn)動的加速度為

由于，，故角加速度為

（4）根據(jù)公式，偏大，是由a偏大，或者r偏小造成的，故可能的原因?yàn)椋簻y量轉(zhuǎn)動半徑時沒有考慮紙帶的厚度，圓盤“半徑”在不斷增大．

考點(diǎn)：本題考查用打點(diǎn)計時器測速度、線速度、角速度和周期、轉(zhuǎn)速，同時考查考生靈活運(yùn)用物理知識處理實(shí)際問題的能力．