一个有一定厚度的圆盘,可以绕通过中心垂直于盘面的水平轴转动,圆盘加速转动时,角速度的增加量△与对应时间△t的比值定义为角加速度β(即).我们用电磁打点计时器、米尺、游标卡尺、纸带、复写纸来完成下述实验:(打点计时器所接交流电的频率为50Hz,A、B、C、D……为计数点,相邻两计数点间有四个点未画出)
①如图甲所示,将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,然后固定在圆盘的侧面,当圆盘转动时,纸带可以卷在圆盘侧面上;
②接通电源,打点计时器开始打点,启动控制装置使圆盘匀加速转动;
③经过一段时间,停止转动和打点,取下纸带,进行测量.
(1)用20分度的游标卡尺测得圆盘的半径如图乙所示,圆盘的半径r为 cm;
(2)由图丙可知,打下计数点D时,圆盘转动的角速度为_ rad/s;
(3)纸带运动的加速度大小为 m/s2,圆盘转动的角加速度大小为 rad/s2;
(4)如果实验测出的角加速度值偏大,其原因可能是 (至少写出1条).
II.(9分)2010年诺贝尔物理学奖授予英国曼彻斯特大学科学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫,以表彰他们对石墨烯的研究,他们最初是用透明胶带从石墨晶体上“粘”出一片石墨烯的.我们平常所用的铅笔芯中就含有石墨,能导电.某同学设计了探究铅笔芯伏安特性曲线的实验,得到如下数据(I和U分别表示通过铅笔芯的电流和其两端的电压):实验室提供如下器材:
A.电流表A1(量程0.6A,内阻约为1.0Ω)
B.电流表A2(量程3A,内阻约为0.1Ω)
C.电压表V1(量程3V,内阻3kΩ)
D.电压表V2(量程15V,内阻15kΩ)
E.滑动变阻器R1(阻值0~10Ω,额定电流2A)
F.滑动变阻器R2(阻值0~2kΩ,额定电流0.5A)
(1)除长约14cm的中华绘图2B铅笔芯、稳压直流电源E(6V)、开关和带夹子的导线若干外,还需选用的其它器材有 (填选项前字母)(2)在虚线方框中画出实验电路图;
(3)根据表格中数据在坐标纸上画出铅笔芯的I-U图线.
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一个有一定厚度的圆盘,可以绕通过中心垂直于盘面的水平轴转动,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=________式中各量的意义是:
________
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,求得角速度为________。
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一个有一定厚度的圆盘,可以绕通过中心垂直于盘面的水平轴转动.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,刻度尺,纸带,导线,交流电等
实验步骤:(1)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.
(2)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.
(3)经过一段时间,停止转动和打点,取下纸带,进行测量.
①实验中应选用的电源是(_____)
A.220V交流电源
B.4~6V低压交流电源
C.4~6V低压直流电源
②若已知打点的周期为T,x1为纸带上计算位移的初始位置坐标,x2为终了位置坐标,x1与x2之间一共有n个打的点(包含x1和x2),圆盘的半径为r,则角速度的表达式为ω=_________.
③某次实验测得圆盘半径r=5.50×10-2 m,得到的纸带的一段如图所示.求得角速度为___.(交流电源频率50Hz,结果保留三位有效数字)
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一个有一定厚度的圆盘,可以绕通过中心垂直于盘面的水平轴转动。可用下面的方法测量它匀速转动时的角速度。实验器材有:电磁打点计时器、米尺、纸带、复写纸片等。实验步骤如下:
(1)如图甲所示,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。
(2)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。
(3)经过一段时间,停止转动和打点,取下纸带,进行测量。
①己知电磁打点计时器打点的周期为T,r为圆盘的半径,n为选定的两点间的打点周期数,还需要测量的物理量是____________________。用已知量和测量量表示的角速度的表达式为=_______。
②已知T=0.02s,r=5.50×l0-2m,得到的纸带的一段如图乙所示,求得角速度=_______rad/s。
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(5分)一个有一定厚度的圆盘,可以绕通过中心且垂直于盘面的水平轴转动.某研究性学习小组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(配备低压交流电源,打点周期为),米尺,纸带,复写纸.
实验步骤:①如(1)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,使圆盘转动时,纸带可以卷在圆盘侧面上.
②启动控制装置使圆盘匀速转动,同时接通电源,打点计时器开始打点.
③经过一段时间,停止转动和打点,取下纸带.
④在纸带上选定两点,在米尺上读出对应的刻度值分别为、,数出这两点间(不包括这两个点)的打点数.
则要计算角速度还需要测量的物理量及符号是_______________,角速度的表达式为=______________
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