Question

【題目】圖中圓盤可繞過中心垂直于盤面的水平軸轉動。圓盤加速轉動時，角速度的增加量與對應時間的比值定義為角加速度，用β表示，，我們用測量直線運動加速度的實驗裝置來完成實驗，實驗步驟如下。其中打點計時器所接交流電的頻率為50Hz，圖中A、B、C、D……為計數點，相鄰兩計數點間有四個點未畫出。

①如圖甲所示，將打點計時器固定在桌面上，將紙帶的一端穿過打點計時器的限位孔，然后固定在圓盤的側面，當圓盤轉動時，紙帶可以卷在圓盤側面上；

②接通電源，打點計時器開始打點，啟動控制裝置使圓盤勻加速轉動；

③斷開電源，經過一段時間，停止轉動圓盤和打點，取下紙帶，進行測量。

（1）用20分度的游標卡尺測得圓盤的直徑如圖乙所示，圓盤的直徑為___________mm；

（2）由圖丙可知，打下計數點D時，圓盤轉動的角速度為_________rad/s（保留兩位有效數字）；

（3）圓盤轉動的角加速度大小為_________rad/s2。（保留兩位有效數字）。

Answer 1

【答案】120.00 6.5 10(9.8~10)

【解析】

（1）[1]游標卡尺主尺部分讀數為120mm，游標上是第0格與主尺，精確度為0.05mm，故圓盤的直徑為

（2）[2]由于每相鄰兩個計數點間還有4個點沒有畫出，所以相鄰的計數點間的時間間隔T=0.1s，根據勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上D點時小車的瞬時速度大小

故

（3）[3]根據勻變速直線運動的推論公式

△x=aT2

可以求出加速度的大小，得

由于

，

故角加速度為

（9.8~10）