
探究能力是物理學(xué)研究的重要能力之一.物體因繞軸轉(zhuǎn)動而具有的動能叫轉(zhuǎn)動動能,轉(zhuǎn)動動能的大小與物體轉(zhuǎn)動的角速度有關(guān).為了研究某一砂輪的轉(zhuǎn)動動能E
k與角速度ω的關(guān)系.某同學(xué)采用了下述實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行探索:如圖先讓砂輪由動力帶動勻速旋轉(zhuǎn)測得其角速度ω,然后讓砂輪脫離動力,由于克服轉(zhuǎn)軸間摩擦力做功,砂輪最后停下,測出砂輪脫離動力到停止轉(zhuǎn)動的圈數(shù)n,通過分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),得出結(jié)論.經(jīng)實(shí)驗(yàn)測得的幾組ω和n如下表所示:
| ω/rad?s-1 |
0.5 |
1 |
2 |
3 |
4 |
| n |
5.0 |
20 |
80 |
180 |
320 |
| Ek/J |
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|
另外已測得砂輪轉(zhuǎn)軸的直徑為1cm,轉(zhuǎn)軸間的摩擦力恒定為10/π(N).
(1)計(jì)算出砂輪每次脫離動力的轉(zhuǎn)動動能,并填入上表中.
(2)由上述數(shù)據(jù)推導(dǎo)出該砂輪的轉(zhuǎn)動動能E
k與角速度ω的關(guān)系式為
.
(3)若測得脫離動力后砂輪的角速度為2.5rad/s,則它轉(zhuǎn)過45圈后的角速度為
rad/s.