Question

一個有一定厚度的圓盤，可以繞通過中心垂直于盤面的水平軸轉動．用下面的方法測量它勻速轉動的角速度．
實驗器材：電磁打點計時器，米尺，紙帶，復寫紙片．
實驗步驟：
（1）如圖1所示，將電磁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后，固定在待測圓盤的側面上，使得圓盤轉動時，紙帶可以卷在圓盤側面上．
（2）啟動控制裝置使圓盤轉動，同時接通電源，打點計時器開始打點．
（3）經過一段時間，停止轉動和打點，取下紙帶，進行測量．如圖2所示，該同學在紙帶上打的點上方標上了字母a、b、c、d…．
①由已知量和測得量表示的角速度的表達式為ω=

 

．式中各量的意義是：

 

．
②某次實驗測得圓盤半徑r=5.50×10^-2m，得到的紙帶的一段如圖2所示．求得角速度為

 

．（保留兩位有效數字）

Answer 1

分析：通過紙帶打點的時間間隔和位移，求出圓盤的線速度，根據ω=

v

r

得出角速度的表達式，代入數據求出角速度的大小．

解答：解：取ao研究，之間有14個間隔，設ao距離為x₀，則圓盤的線速度v=

x0

14T

，T為打點的時間間隔，則圓盤的角速度ω=

v

r

=

x0

14Tr

．
代入數據解得ω=

10.4×10-2

14×0.02×5.5×10-2

≈6.8/s．
故答案為：①

x0

14Tr

，T為電磁打點計時器打點的時間間隔，r為圓盤的半徑，x₀是紙帶上選定的0點分別對應的米尺上的坐標值，14為選定的ao兩點間的間隔．
②6.8/s．

點評：解決本題的關鍵知道該實驗的原理，通過紙帶處理求出圓盤的線速度，根據線速度與角速度的關系，求出角速度的表達式．