16、(10分)物体因绕轴转动时而具有的动能叫转动动能.转动动能的大小与角速度大小有关,为了探究转动动能的大小与角速度之间的定量关系,某同学设计了下列一个实验,即研究砂轮的转动.先让砂轮由电动机带动作匀速转动并测出其角速度ω,然后让砂轮脱离动力,由于克服轮边缘的摩擦阻力做功,砂轮最后停下来,测出砂轮开始脱离动力到停止转动的圈数n,实验中得到几组n和ω的数值见下表:(砂轮直径d=10cm,转轴间摩擦力大小
N)
|
n |
5 |
20 |
80 |
180 |
320 |
|
ω/(rads-1) |
0.5 |
1 |
2 |
3 |
4 |
|
Ek(J) |
|
|
|
|
|
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(1)根据功能关系,请你帮他计算出砂轮每次脱离动力时的转动动能,并填入表格内;
(2)利用实验数据,请你帮他确定此砂轮的转动动能与角速度大小定量关系式
是 .
15、(13分)某实验小组采用如图所示的装置探究“动能定理”,图中小车中可放置砝码,实验中,小车碰到制动装置时,钩码尚未到达地面,打点针时器工作频率为50 Hz。
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⑴实验的部分步骤如下:
①在小车中放入砝码,把纸带穿过打点计时器,连在小车后端,用细线连接小车和钩码;
②将小车停在打点计时器附近, , ,小车拖动纸带,打点计时器在纸带上打下一列点, ;
③改变钩码或小车中砝码的数量,更换纸带,重复②的操作。
⑵下图是钩码质量为0.03 kg,砝码质量为0.02 kg时得到的一条纸带,在纸带上选择起始点O及A、B、C、D和E五个计数点,可获得各计数点到O的距离S及对应时刻小车的瞬时速度v,请将C点的测量结果填在表1中的相应位置。
表1纸带的测量结果
|
测量点 |
S/cm |
r/(m·s-1) |
|
0 |
0.00 |
0.35 |
|
A |
1.51 |
0.40 |
|
B |
3.20 |
0.45 |
|
C |
______ |
______ |
|
D |
7.15 |
0.54 |
|
E |
9.41 |
0.60 |
⑶在上车的运动过程中,对于钩码、砝码和小车组成的系统, 做正功, 做负功。
⑷实验小组根据实验数据绘出了下图中的图线(其中Δv2=v2-v02),根据图线可获得的结论是 。要验证“动能定理”,还需要测量的物理量是摩擦力和 。