如图甲为研究“转动动能与角速度关系”的实验装置示意图,现有的器材为:固定竖直平面内的转盘(转轴水平),带铁夹的铁架台、电磁打点计时器(接交流电的频率为50Hz)、纸带、重锤、游标卡尺、天平.回答下列问题:
①如图乙所示,用20分度的游标卡尺测得圆盘的直径d为
cm;
②将悬挂铁锤的纸带穿过打点计时器后,绕在转盘边缘上,纸带一端固定在转盘上,使得转盘与纸带不打滑,设纸带厚度不计,打开电源,释放重锤,打点计时器打出的纸带如图丙所示,O、A、B、C…各点为连续打出的点迹:
则由图丙中数据可得,打下点迹D时,圆盘转动的角速度为ω
D=
rad/s(保留三位有效数字);
③下表为各点对应的转动动能E
k和角速度ω值,请你猜想转动动能E
k和角速度ω满足的关系式为E
k=
(填准确的表达式).
计数点 | A | B | C | … | E |
转动动能Ek(J) | 0.0010 | 0.0039 | 0.0089 | … | 0.024 |
角速度ω(rad/s) | 4.0 | 7.9 | 11.9 | … | 19.7 |