Question

（1）（9分）某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個測量物體質(zhì)量的裝置，如圖所示，其中P是光滑水平軌道，A是質(zhì)量為M的帶夾子的已知質(zhì)量金屬塊，Q是待測質(zhì)量的物體（可以被A上的夾子固定）。已知該裝置的彈簧振子做簡諧運(yùn)動的周期為，其中m是振子的質(zhì)量，k是與彈簧的勁度系數(shù)有關(guān)的常數(shù)。

① 簡要寫出測量方法及所需測量的物理量（用字母表示）

A．　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

B．　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　

② 用所測物理量和已知物理量求解待測物體質(zhì)量的計(jì)算式為m=　　　　　　　　

（2）（9分）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)。如圖所示，為了研究某一砂輪的轉(zhuǎn)動動能E_k與角速度ω和關(guān)系，可采用下述方法：先讓砂輪由動力帶動勻速旋轉(zhuǎn)，測行其角速度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。測出脫離動力到停止轉(zhuǎn)動砂輪轉(zhuǎn)過的轉(zhuǎn)數(shù)n，測得幾組不同的ω和n如下表所示：

ω（rad/s）	0.5	1	2	3	4
N	5	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 試計(jì)算出每次脫離動力時砂輪的轉(zhuǎn)動動能，并填入上表中

② 試由上述數(shù)據(jù)推導(dǎo)出該砂輪轉(zhuǎn)動動能E_k與角速度ω的關(guān)系式E_k=　　　　　　　

③ 若脫離動力后砂輪角速度為2.5rad/s，則它轉(zhuǎn)過45轉(zhuǎn)后角速度為　　　　 rad/s

Answer 1

（1）（9分）

① A、不放Q時用秒表測出振子振動20次的時間t₁，（或測出振子的周期T₁），

B、將Q固定在A上，用秒表測出振子振動20次的時間t₂，（或測出振子的周期T₂）

②或

（3）①0.5，2，8，18，32  ②2ω²  ③