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    某同学通过设计实验来探究物体因绕轴转动而具有的转动动能与哪些因素有关，他以圆型砂轮为研究对象，研究其转动动能与其质量、半径、角速度等的具体关系．如图所示，砂轮由动力带动匀速旋转，测得其角速度为ω，然后让砂轮脱离动力，用一把弹性尺子与砂轮接触使砂轮慢慢停下，设尺和砂轮间的摩擦力恒为
    10
    π
    N    ，不计转轴的质量及其与支架间的摩擦．分别取不同质量、不同半径的砂轮，使其以不同的角速度旋转进行实验，最后得到的数据如表所示：

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    （1）该同学计算了其中五次砂轮的转动动能，请你计算其他两次次砂轮的转动动能并填在上面表格的空白处．
    （2）由上述数据推导出该砂轮的转动动能Ek与质量m、角速度ω、半径r的关系式______．
    （3）以上实验运用了物理学中的一个重要的思维方法是：______．
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    （1）根据第一、二、三组数据，半径、质量相同，角速度不同，发现角速度变为原来的2倍，转动动能变为原来的4倍，角速度变为原来的
    3
    2
    倍，转动动能变为原来的
    9
    4
    倍，可知转动动能与角速度的二次方成正比．根据第一、四组数据，半径、角速度相同，质量不同，发现质量变为原来的2倍，转动动能变为原来的2倍，可知转动动能与质量成正比．根据第七、九组数据，质量、角速度相同，半径不同，发现半径变为原来的2倍，转动动能变为原来的4倍，可知转动动能与半径的二次方成正比，综上所述，转动动能与质量成正比、与半径和角速度的二次方成正比，表达式为：EK=kmω2r2（k为比例系数）．第五组数据中，半径和角速度与第一组数据中相同，质量变为原来的3倍，所以转动动能为原来的3倍，故答案为：19.2J．第八组数据中，质量和角速度与第一组数据中相同，半径变为原来的3倍，所以转动动能为原来的9倍，故答案为：57.6J．
    （2）表达式为：EK=kmω2r2（k为比例系数）．
    （3）分析的过程中总要控制一些量不变，故答案为：控制变量法．
    练习册系列答案
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    相关习题

    科目：高中物理 来源： 题型：阅读理解

    （2011?安徽二模）
    I．如图（1）所示，在探究加速度与力、质量的关系的实验中，用装有沙子的小桶通过细线绕过定滑轮拉着小车在长木板上作匀加速直线运动．通过改变沙的质量的办法来改变小车受到的作用力F，用打点计时器打出的纸带测出小车的加速度a，得出若干组F和a的数据，然后根据测得的数据作出如图（2）所示的a-F图线，发现图线既不过原点又不是直线，其可能的原因是
    AD
    AD
    ．
    A．没有平衡摩擦力，且小车质量较小
    B．平衡摩擦力时，长木板的右端垫得过高，且小车的质量较大．
    C．平衡摩擦力时，长木板的右端垫得过高，且沙子和小桶的质量较大
    D．平衡摩擦力时，长木板的右端垫得过低，且沙子和小桶的质量较大
    II．在测量一节干电池的电动势和内电阻的实验中，备有如下器材：
    A．干电池E（电动势约为1.5V，内电阻约为1Ω）
    B．电流表A（量程为0.6A，内阻约为0.1Ω）
    C．电流表G（满偏电流为3mA，内阻Rg=10Ω）
    D．滑动变阻器R1（阻值范围0～20Ω，额定电流2A）
    E．滑动变阻器R2（阻值范围0～200Ω，额定电流1A）
    E．定值电阻R3=990Ω
    G．开关和导线若干
    （1）某同学为了完成实验，设计了如图所示的图（3）、图（4）两种参考电路，其中合理的是
    4
    4
    ．（填“3“或“4”）
    （2）为了能方便准确地进行测量，其中应选择的滑动变阻器是
    R2
    R2
    （填“R1”或“R2”）．
    （3）如图（5）所示，是某位同学根据他所设计的实验测得的六组数据在I1-I2图象上所描出的点（I1为电流表G的示数，I2为电流表A的示数）．请你在图上画出图线，并由图线求出电池的电动势E=
    1.48
    1.48
    V，内电阻r=
    0.81
    0.81
    Ω．
    III．如图所示是一个多量程多用电表的简化电路图．测电流和测电压各有两个量程，还有两个档位用来测电阻．在进行电阻测量时，应将选择开关S拨到
    3
    3
    或
    4
    4
    两个位置；若测量电流时只有25mA和250mA．两个量程，在某次测量时需要选择250mA量程，应将选择开关S拨到
    1
    1
    位置．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    （2011?上海二模）某同学通过设计实验来探究物体因绕轴转动而具有的转动动能与哪些因素有关，他以圆型砂轮为研究对象，研究其转动动能与其质量、半径、角速度等的具体关系．如图所示，砂轮由动力带动匀速旋转，测得其角速度为ω，然后让砂轮脱离动力，用一把弹性尺子与砂轮接触使砂轮慢慢停下，设尺和砂轮间的摩擦力恒为
    10
    π
    N    ，不计转轴的质量及其与支架间的摩擦．分别取不同质量、不同半径的砂轮，使其以不同的角速度旋转进行实验，最后得到的数据如表所示：
    半径/cm 质量/m0 角速度/rad?s-1 圈数 转动动能/J
    4 1 2 8 6.4
    4 1 3 18 14.4
    4 1 4 32 25.6
    4 2 2 16 12.8
    4 3 2 24
    4 4 2 32 25.6
    8 1 2 16 25.6
    12 1 2 24
    16 1 2 32 102.4
    （1）该同学计算了其中五次砂轮的转动动能，请你计算其他两次次砂轮的转动动能并填在上面表格的空白处．
    （2）由上述数据推导出该砂轮的转动动能Ek与质量m、角速度ω、半径r的关系式
    EK=kmω2r2（k为比例系数）
    EK=kmω2r2（k为比例系数）
    ．
    （3）以上实验运用了物理学中的一个重要的思维方法是：
    控制变量法
    控制变量法
    ．

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    科目：高中物理 来源： 题型：阅读理解

    （2011?山东模拟）请完成以下两小题．
    Ⅰ．在做“研究匀变速直线运动”的实验时，某同学得到一条用打点计时器打下的纸带，如图所示，并在其上取了A、B、C、D、E、F等6个计数点，（每相邻两个计数点间还有4个打点计时器打下的点，本图中没有画出）打点计时器接的是“220V、50Hz”的交变电流．如图，他把一把毫米刻度尺放在纸带上，其零刻度和计数点A对齐，求：

    （1）打点计时器在打B、C、D、E各点时物体的瞬时速度如下表：
    vB vC vD vE
    0.12m/s 0.16m/s 0.25m/s
    则vD=
    0.21
    0.21
    m/s．
    （2）根据（1）中得到的数据，试在图中所给的坐标系中，画出v-t图象，并从中可得出物体的加速度a=
    0.43
    0.43
    m/s2．
    （3）如果当时电网中交变电流的频率是f=49Hz，而做实验的同学并不知道，那么由此引起的系统误差将使加速度的测量值比实际值偏
    大
    大
    ．
    Ⅱ．某同学欲设计一个电路，自制一台电子秤，通过查阅资料发现电子秤的主要部件为一个压敏电阻，没有压力时阻值为20Ω，允许通过的最大电流为0.5A，现有下列器材：压敏电阻、质量为m0的砝码、电流表、滑动变阻器、干电池各一个、开关及导线若干、待测物体（可置于压敏电阻的受压面上）．请完成对该物体质量的测量．
    A．直流电源：电动势约4.5V，内阻很小；
    B．电流表A1：量程0～0.6A，内阻0.125Ω；
    C．电流表A2：量程0～3.0A，内阻0.025Ω；
    D．滑动变阻器R1：最大阻值10Ω；
    E．滑动变阻器R2：最大阻值50Ω；
    F．开关、导线等．
    （1）在可供选择的器材中，应该选用的电流表是
    A1
    A1
    ，应该选用的滑动变阻器是
    R1
    R1
    ．
    （2）根据所选器材设计一个电路，用来描绘压敏电阻的电流随压力变化的关系图象，要求压敏电阻两端电压调节范围尽可能大，在方框中画出完成的测量电路，并根据设计的电路图连接实物图，如图所示；

    （3）请说明具体的测量步骤．

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    科目：高中物理 来源：2011年上海市十校联考高考物理二模试卷（解析版） 题型：解答题

    某同学通过设计实验来探究物体因绕轴转动而具有的转动动能与哪些因素有关，他以圆型砂轮为研究对象，研究其转动动能与其质量、半径、角速度等的具体关系．如图所示，砂轮由动力带动匀速旋转，测得其角速度为ω，然后让砂轮脱离动力，用一把弹性尺子与砂轮接触使砂轮慢慢停下，设尺和砂轮间的摩擦力恒为，不计转轴的质量及其与支架间的摩擦．分别取不同质量、不同半径的砂轮，使其以不同的角速度旋转进行实验，最后得到的数据如表所示：

    （1）该同学计算了其中五次砂轮的转动动能，请你计算其他两次次砂轮的转动动能并填在上面表格的空白处．
    （2）由上述数据推导出该砂轮的转动动能Ek与质量m、角速度ω、半径r的关系式______．
    （3）以上实验运用了物理学中的一个重要的思维方法是：______．

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