Question

某同學(xué)通過設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)而具有的動(dòng)能與哪些因素有關(guān)。他以圓形砂輪為研究對(duì)象，研究其轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能與質(zhì)量、半徑、角速度的具體關(guān)系。砂輪由動(dòng)力帶動(dòng)勻速旋轉(zhuǎn)測得其角速度ω，然后讓砂輪脫離動(dòng)力，用一把彈性尺子與砂輪接觸使砂輪慢慢停下，設(shè)尺子與砂輪間的摩擦力大小恒為10/π牛（不計(jì)轉(zhuǎn)軸與砂輪的摩擦），分別取不同質(zhì)量、不同半徑的砂輪，使其以不同的角速度旋轉(zhuǎn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得到數(shù)據(jù)如下表所示：

（1）由上述數(shù)據(jù)推導(dǎo)出轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能Ek與質(zhì)量m、角速度ω、半徑r的關(guān)系式為          （比例系數(shù)用k表示）。 

（2）以上實(shí)驗(yàn)運(yùn)用了物理學(xué)中的一個(gè)重要的實(shí)驗(yàn)方法是           。

半徑r/cm	質(zhì)量m/kg	角速度ω(rad/s)	圈數(shù)	轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能Ek/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	19．2
4	4	2	32	25.6
8	1	2	16	25.6
12	1	2	24	57.6
16	1	2	32	102．4

 

Answer 1

【答案】

 

（1） （3分）；  （2）控制變量法

【解析】（1）轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能等于摩擦力做的功，，代入數(shù)據(jù)，得出如表所示結(jié)果，我們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)保持半徑，質(zhì)量不變時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)，也就是說轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能和角速度的平方成正比，當(dāng)保持半徑，角速度不變，改變質(zhì)量時(shí)我們發(fā)現(xiàn)，就是說轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能和質(zhì)量成正比。當(dāng)保持質(zhì)量，角速度不變，改變半徑時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)，即轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能和半徑的平方成正比，由此我們得出

（2）上訴過程中我們用到了控制變量法