Question

探究能力是物理學(xué)研究的重要能力之一，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)，為了研究砂輪的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能E_k與角速度ω的關(guān)系，某同學(xué)采用了下述實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行探究：先讓砂輪由動(dòng)力帶動(dòng)勻速旋轉(zhuǎn)，測(cè)得其角速度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)出砂輪脫離動(dòng)力到停止轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)n，通過(guò)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出結(jié)論。經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的幾組ω和n如下表所示：

ω/rad?s-1	0.5	1	2	3	4
n	5.0	20	80	180	320
Ek/J

 
另外已測(cè)得砂輪轉(zhuǎn)軸的直徑為1  cm，轉(zhuǎn)軸間的摩擦力為
（1）計(jì)算出砂輪每次脫離動(dòng)力的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能，并填入上表中。
（2）由上述數(shù)據(jù)推導(dǎo)出砂輪轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能與角速度的關(guān)系式為_(kāi)_______________。

Answer 1

（1）    0.5、2、8、18、32；
（2）2ω²

解析試題分析：（1）砂輪轉(zhuǎn)一周克服摩擦力做功為，則動(dòng)能與摩擦力的關(guān)系為，依據(jù)數(shù)據(jù)中的n值，計(jì)算出相應(yīng)的初動(dòng)能依次為0.5  J，2  J，8  J，18  J，32  J。
（2）ω²依次為0.25，1，4，9，16。與動(dòng)能0.5  J，2  J，8  J，18  J，32  J相比較，可知?jiǎng)幽苁铅?sup>2的兩倍。
考點(diǎn)：本題考查學(xué)生探究問(wèn)題的能力。