Question

一個有一定厚度的圓盤，可以繞通過中心的水平軸轉動。用下面的方法測量它勻速轉動時的角速度。

實驗器材：電磁打點計時器，米尺，紙帶，復寫紙片。

實驗步驟：⑴如圖所示，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。

⑵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。

⑶經過一段時間，停止轉動和打點，取下紙帶，進行測量。

①由已知量和測得量表示的角速度的表達式為ω=__         ______。

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所示。求得的角速度為_________。

 

Answer 1

①（n=2，3，……）②ω=6.8rads^-1（6.75～6.84均可）。

解析:

①設T為電磁打點計時器打點的時間間隔，r為圓盤的半徑，x₁、x₂分別是紙帶上選定的兩點所對應的米尺上的刻度值，n為選定的兩點間的打點數（含兩點）。則紙帶的速度為，由于紙帶與圓盤之間不打滑，則圓盤邊緣的線速度亦為，由勻速圓周運動的規律有，聯立上面兩式可得圓盤勻速轉動時的角速度為：（n=2，3，……）②在圖中給出的紙帶上任取兩點，讀出其米尺上的刻度值x₁、x₂，并將T=0.02s、r=5.50×10^-2m及n值代入，可求出ω₁值，重復上述步驟，求出ω₂、ω₃，再取其平均值即為ω的值得ω=6.8rads^-1（6.75～6.84均可）。