(1)某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)測(cè)量物體質(zhì)量的裝置,如圖1所示,其中P是光滑水平軌道,A是質(zhì)量為M的帶夾子的已知質(zhì)量金屬塊,Q是待測(cè)質(zhì)量的物體(可以被A上的夾子固定).已知該裝置的彈簧振子做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的周期為
T=2π,其中m是振子的質(zhì)量,k是與彈簧的勁度系數(shù)有關(guān)的常數(shù).
①簡(jiǎn)要寫(xiě)出測(cè)量方法及所需測(cè)量的物理量(用字母表示)
A.
B.
②用所測(cè)物理量和已知物理量求解待測(cè)物體質(zhì)量的計(jì)算式為m=
.
(2)物體因繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)而具有的動(dòng)能叫轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能,轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能的大小與物體轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度有關(guān).如圖2所示,為了研究某一砂輪的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能E
k與角速度ω和關(guān)系,可采用下述方法:先讓砂輪由動(dòng)力帶動(dòng)勻速旋轉(zhuǎn),測(cè)行其角速度ω,然后讓砂輪脫離動(dòng)力,由于克服轉(zhuǎn)軸間摩擦力做功,砂輪最后停下.測(cè)出脫離動(dòng)力到停止轉(zhuǎn)動(dòng)砂輪轉(zhuǎn)過(guò)的轉(zhuǎn)數(shù)n,測(cè)得幾組不同的ω和n如下表所示:
ω(rad/s) |
0.5 |
1 |
2 |
3 |
4 |
N |
5 |
20 |
80 |
180 |
320 |
Ek(J) |
|
|
|
|
|
另外已測(cè)得砂輪轉(zhuǎn)軸的直徑為1cm,轉(zhuǎn)軸間的摩擦力為
N.
①試計(jì)算出每次脫離動(dòng)力時(shí)砂輪的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能,并填入上表中
②試由上述數(shù)據(jù)推導(dǎo)出該砂輪轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能E
k與角速度ω的關(guān)系式E
k=
③若脫離動(dòng)力后砂輪角速度為2.5rad/s,則它轉(zhuǎn)過(guò)45轉(zhuǎn)后角速度為
rad/s.