Question

如圖甲所示為測(cè)量電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)角速度的實(shí)驗(yàn)裝置，半徑不大的圓形卡紙固定在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上，在電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下勻速轉(zhuǎn)動(dòng)．在圓形卡紙的旁邊垂直安裝一個(gè)改裝了的電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器．
①請(qǐng)將下列實(shí)驗(yàn)步驟按先后排序：

 

．
A．安裝并調(diào)整電火花計(jì)時(shí)器與圓形卡紙的位置，使之能在圓形卡紙上打出清晰的點(diǎn)跡；
B．接通電火花計(jì)時(shí)器的電源，使它工作打點(diǎn)；
C．啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，經(jīng)過一小段時(shí)間，使圓形卡紙的轉(zhuǎn)動(dòng)穩(wěn)定起來；
D．關(guān)閉電動(dòng)機(jī)和計(jì)時(shí)器電源，拆除計(jì)時(shí)器，拆下圓形卡紙；
E．研究卡紙上打出的一段痕跡（圖乙），并測(cè)量必要的數(shù)據(jù)，即可求出w的測(cè)量值．
②要得到角速度w的測(cè)量值，還缺少一種必要的測(cè)量工具，它是

 

；
A．秒表B．毫米刻度尺C．圓規(guī)D．量角器
③寫出w的表達(dá)式為：

 

，并指出表達(dá)式中各個(gè)物理量的意義：

 

；
④為了避免在卡紙連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中出現(xiàn)打點(diǎn)重疊，可以緩慢地將電火花計(jì)時(shí)器沿圓形卡紙半徑方向向卡紙中心移動(dòng)．則卡紙上點(diǎn)跡的分布曲線不是一個(gè)圓，而是類似一種螺旋線，如圖丙所示．這樣處理對(duì)w的測(cè)量結(jié)果有影響嗎？

 

．

Answer 1

分析：①該實(shí)驗(yàn)應(yīng)先安裝器材，再啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，然后接通電源打點(diǎn)，最后關(guān)閉電源，取出卡片，測(cè)量進(jìn)行數(shù)據(jù)處理．
②③角速度ω=

△θ

△t

，測(cè)出角度，時(shí)間可以通過打點(diǎn)的間隔讀出．
④緩慢地將電火花計(jì)時(shí)器沿圓形卡紙半徑方向向卡紙中心移動(dòng)．則卡紙上打下的點(diǎn)的分布曲線不是一個(gè)圓，而是類似一種螺旋線，點(diǎn)跟點(diǎn)間的角度沒變，對(duì)測(cè)量無影響．

解答：解：①該實(shí)驗(yàn)先將電火花計(jì)時(shí)器與圓形卡紙保持良好接觸，先使卡片轉(zhuǎn)動(dòng)，再打點(diǎn)，最后取出卡片進(jìn)行數(shù)據(jù)處理．故次序?yàn)锳、C、B、D、E．
②要測(cè)出角速度，需要測(cè)量點(diǎn)跟點(diǎn)間的角度，需要的器材是量角器．故選D．
③根據(jù)ω=

△θ

△t

，則ω=

θ

(n-1)t

，θ是n個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的圓心角，t是電火花計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)時(shí)間間隔．
④由于點(diǎn)跟點(diǎn)之間的角度沒變化，則對(duì)測(cè)量角速度不影響．
故答案為：①A、C、B、D、E；②D；③ω=

θ

(n-1)t

，θ是n個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的圓心角，t是電火花計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)時(shí)間間隔；④沒有．

點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)鍵知道該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理ω=

△θ

△t

，以及知道該實(shí)驗(yàn)的操作順序．