Question

一個(gè)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(dòng)．用下面的方法測(cè)量它勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度．
實(shí)驗(yàn)器材：電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，米尺，紙帶，復(fù)寫紙片．
實(shí)驗(yàn)步驟：
（1）如圖1所示，將電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在桌面上，將紙帶的一端穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔后，固定在待測(cè)圓盤的側(cè)面上，使得圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，紙帶可以卷在圓盤側(cè)面上．
（2）啟動(dòng)控制裝置使圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)接通電源，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器開始打點(diǎn)．
（3）經(jīng)過一段時(shí)間，停止轉(zhuǎn)動(dòng)和打點(diǎn)，取下紙帶，進(jìn)行測(cè)量．如圖2所示，該同學(xué)在紙帶上打的點(diǎn)上方標(biāo)上了字母a、b、c、d…．
①由已知量和測(cè)得量表示的角速度的表達(dá)式為ω=

 

．式中各量的意義是：

 

．
②某次實(shí)驗(yàn)測(cè)得圓盤半徑r=5.50×10^-2m，得到的紙帶的一段如圖2所示．求得角速度為

 

．（保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析：通過紙帶打點(diǎn)的時(shí)間間隔和位移，求出圓盤的線速度，根據(jù)ω=

v

r

得出角速度的表達(dá)式，代入數(shù)據(jù)求出角速度的大小．

解答：解：取ao研究，之間有14個(gè)間隔，設(shè)ao距離為x₀，則圓盤的線速度v=

x0

14T

，T為打點(diǎn)的時(shí)間間隔，則圓盤的角速度ω=

v

r

=

x0

14Tr

．
代入數(shù)據(jù)解得ω=

10.4×10-2

14×0.02×5.5×10-2

≈6.8/s．
故答案為：①

x0

14Tr

，T為電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔，r為圓盤的半徑，x₀是紙帶上選定的0點(diǎn)分別對(duì)應(yīng)的米尺上的坐標(biāo)值，14為選定的ao兩點(diǎn)間的間隔．
②6.8/s．

點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)鍵知道該實(shí)驗(yàn)的原理，通過紙帶處理求出圓盤的線速度，根據(jù)線速度與角速度的關(guān)系，求出角速度的表達(dá)式．