Question

學校開展研究性學習，某同學為了探究桿子轉動時的動能表達式，設計了下圖甲所示的實驗：質量為m的均勻長直桿一端固定在轉軸O處，桿由水平位置靜止釋放，用置于圓弧上某位置的光電門測出另一端A經過該位置時的瞬時速度vA，并記下該位置與轉軸O的高度差h．

⑴該同學用20分度的游標卡尺測得長直桿的橫截面的直徑如圖乙為 mm．

⑵調節(jié)光電門在圓弧上的位置，測得多組數據如表格所示．請選擇適當的數據處理方法，猜想并寫出vA與h的函數關系等式 .

組次	1	2	3	4	5
h/m	0.10	0.15	0.20	0.25	0.30
vA（m/s）	1.73	2.12	2.46	2.74	3.00

⑶當地重力加速度g取10m/s2，不計一切摩擦，結合你找出的函數關系式，根據守恒規(guī)律寫出此桿轉動時動能的表達式EK =  （請用數字、質量m、速度vA表示）.

⑷為了減小空氣阻力對實驗的影響，請?zhí)岢鲆粭l可行性措施 .

 

Answer 1

⑴7.25mm；⑵vA2＝30h；⑶Ek＝mvA2/6；⑷選擇密度較大的直桿（或選擇直徑較小的直桿）

【解析】

試題分析：⑴由圖乙可知，游標卡尺的讀數為：7mm＋0.05×5mm＝7.25mm

⑵根據表格數據可知，vA與h無直接關系，因此猜想vA2、vA3、…與h的關系，發(fā)現(xiàn)有：vA2＝30h

⑶根據機械能守恒定律有：Ek＝mgh/2，vA2＝3gh，解得：Ek＝mvA2/6

⑷為了減小空氣阻力對實驗的影響，即重力遠大于阻力，應選擇密度較大的直桿（或選擇直徑較小的直桿）

考點：本題主要考查了以機械能守恒定律為原理考查了力學探究性實驗問題。