题目内容
一个有一定厚度的圆盘,可以绕通过中心的水平轴转动。用下面的方法测量它匀速转动时的角速度。
实验器材:电磁打点计时器,米尺,纸带,复写纸片。
实验步骤:⑴如图所示,将电磁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后,固定在待测圆盘的侧面上,使得圆盘转动时,纸带可以卷在圆盘侧面上。
⑵启动控制装置使圆盘转动,同时接通电源,打点计时器开始打点。
⑶经过一段时间,停止转动和打点,取下纸带,进行测量。
①由已知量和测得量表示的角速度的表达式为ω=__ ______。
②某次实验测得圆盘半径r=5.50×10-2m,得到的纸带的一段如图所示。求得的角速度为_________。
①
(n=2,3,……)②ω=6.8rads-1(6.75~6.84均可)。
解析:
①设T为电磁打点计时器打点的时间间隔,r为圆盘的半径,x1、x2分别是纸带上选定的两点所对应的米尺上的刻度值,n为选定的两点间的打点数(含两点)。则纸带的速度为
,由于纸带与圆盘之间不打滑,则圆盘边缘的线速度亦为
,由匀速圆周运动的规律有
,联立上面两式可得圆盘匀速转动时的角速度为:
(n=2,3,……)②在图中给出的纸带上任取两点,读出其米尺上的刻度值x1、x2,并将T=0.02s、r=5.50×10-2m及n值代入,可求出ω1值,重复上述步骤,求出ω2、ω3,再取其平均值即为ω的值得ω=6.8rads-1(6.75~6.84均可)。
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