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高中物理

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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:

    魔方格

    (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:______.
    魔方格

    本题信息:2011年上海二模物理问答题难度较难 来源:未知
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本试题 “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...” 主要考查您对

线速度

角速度

动能

等考点的理解。关于这些考点您可以点击下面的选项卡查看详细档案。
  • 线速度
  • 角速度
  • 动能

线速度的定义:

质点沿圆周运动通过的弧长与所用时间的比值叫做线速度。


线速度的特性:

线速度是矢量,方向和半径垂直,和圆周相切。它是描述做圆周运动的物理运动快慢的物理量。

对线速度的理解:
物体上任一点对定轴作圆周运动时的速度称为“线速度”。它的一般定义是质点作曲线运动时所具有的顺时速度。它的方向沿运动轨道的切线方向,故又称切向速度。它是描述作曲线运动的质点运动快慢和方向的物理量。物体上各点作曲线运动时所具有的顺时速度,其方向沿运动轨道的切线方向。 (高中物理中的切线方向就指速度一侧的方向,和数学中的切线不同)


知识点拨:


如图,大圆和小圆有同一根皮带相连,皮带上的各个点的速率相同,所以大圆和小圆圆周上的线速度是相同的。


 角速度的定义:

圆周运动中,连接质点和圆心的半径转过的角度跟所用时间的比值叫做角速度。

                                                                                


角速度的特性:

角速度是矢量,高中阶段不研究其方向。它是描述做圆周运动的物体绕圆心转动快慢的物理量
单位:在国际单位制中,单位是“弧度/秒”(rad/s)。(1rad=360d°/(2π)≈57°17'45″)
转动周数时(例如:每分钟转动周数),则以转速来描述转动速度快慢。角速度的方向垂直于转动平面,可通过右手螺旋定则来确定。(角速度的方向,在高中物理的学习不属于考察的内容)


线速度和角速度的对比:
角速度是单位时间转过的角度;或者说是转过的角度和所用时间的比值。
线速度是单位时间走过的弧长;或者说是弧长和所用时间的比值。

角速度和线速度的关系:


知识拓展提升:

  例:计算地球和月亮公转的角速度:


通过计算知道,书中所提到的地球和月球的争论是没有结论的。比较运动得快慢,要看比较线速度还是角速度,不能简单说谁快谁慢。


动能:


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