Question

某同学通过设计实验探究绕轴转动而具有的动能与哪些因素有关。他以圆形砂轮为研究对象，研究其转动动能与质量、半径、角速度的具体关系。砂轮由动力带动匀速旋转测得其角速度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，设尺子与砂轮间的摩擦力大小恒为10/π牛（不计转轴与砂轮的摩擦），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，得到数据如下表所示：

（1）由上述数据推导出转动动能Ek与质量m、角速度ω、半径r的关系式为          （比例系数用k表示）。 

（2）以上实验运用了物理学中的一个重要的实验方法是           。

半径r/cm	质量m/kg	角速度ω(rad/s)	圈数	转动动能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）控制变量法

【解析】（1）转动动能等于摩擦力做的功，，代入数据，得出如表所示结果，我们发现，当保持半径，质量不变时，我们发现，也就是说转动动能和角速度的平方成正比，当保持半径，角速度不变，改变质量时我们发现，就是说转动动能和质量成正比。当保持质量，角速度不变，改变半径时，我们发现，即转动动能和半径的平方成正比，由此我们得出

（2）上诉过程中我们用到了控制变量法