Question

探究“牛頓第二定律”時，某小組設(shè)計(jì)雙車位移比較法來探究加速度與力的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)裝置如下圖所示，將兩平行軌道并排放置在水平桌面上，兩小車后的剎車線穿過尾端固定板，由安裝在后面的剎車系統(tǒng)同時進(jìn)行控制（未畫出剎車系統(tǒng)）。通過改變砝碼盤中的砝碼來改變拉力大小。試回答下列問題：

（1）通過比較兩小車的位移來比較兩小車的加速度大小，是因?yàn)槲灰婆c加速度的關(guān)系式為　　　　 。

（2）已知兩車質(zhì)量均為200g，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表中所示：

請回答下列問題：

①分析表中數(shù)據(jù)可得到結(jié)論：　　　　　　　　　 。

②該裝置中的剎車系統(tǒng)的作用是_________________________________。

14.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)動而具有的動能叫轉(zhuǎn)動動能，轉(zhuǎn)動動能的大小與物體轉(zhuǎn)動的角速度有關(guān)，為了研究砂輪的轉(zhuǎn)動動能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：先讓砂輪由動力帶動勻速旋轉(zhuǎn)，測得其角速度ω，然后讓砂輪脫離動力，由于克服轉(zhuǎn)軸間摩擦力做功，砂輪最后停下，測出砂輪脫離動力到停止轉(zhuǎn)動的圈數(shù)n，通過分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出結(jié)論。經(jīng)實(shí)驗(yàn)測得的幾組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

另外已測得砂輪轉(zhuǎn)軸的直徑為1cm，轉(zhuǎn)軸間的摩擦力為

（1）計(jì)算出砂輪每次脫離動力的轉(zhuǎn)動動能，并填入上表中。

（2）由上述數(shù)據(jù)推導(dǎo)出砂輪轉(zhuǎn)動動能與角速度的關(guān)系式為________________。

Answer 1

； 在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)當(dāng)小車質(zhì)量保持不變時，由于說明；控制兩車同時運(yùn)動和同時停止；調(diào)整兩木板平衡摩擦力（或使砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量等）

（1）  0.5、2、8、18、32；

（2）   2ω²（砂輪轉(zhuǎn)一周克服摩擦力做功為，

動能定理可知其動能與角速度所對應(yīng)的值；，即

（3）解得k=2，x=2，即；