（2013•保定一模）探究能力是物理学研究的重要能力之一．某物理兴趣小组探究“阻力做功与绕固定轴转动物体角速度ω的关系”，某同学采用了下述实验步骤进行探索：①如图1所示，先让

Question

（2013•保定一模）探究能力是物理学研究的重要能力之一．某物理兴趣小组探究“阻力做功与绕固定轴转动物体角速度ω的关系”，某同学采用了下述实验步骤进行探索：

①如图1所示，先让砂轮由动力带动勻速旋转，测得其 角速度为ω；
②然后让砂轮脱离动力，由于克服转轴间的摩擦力，砂 轮最后停下，测出砂轮从脱离动力到停止转动的过程 中转过的圈数为n
③通过分析实验数据，得出结论．
经实验测得的几组ω和n的数据如下表所示：

实验序号	1	2	3	4	5
ω/rad•s-1	0.5	1	2	3	4
n	5	20	80	180	320

（1）请你根据表中的数据判定图2中的图象正确的是______．
（2）若砂轮转轴的直径大小为D，转轴转动时受到的摩擦力大小恒为f．砂轮脱离动 力后克服摩擦力做功的表达式为W_f=______．（用题目中所给的物理量表示）
（3）若某次实验测量砂轮转轴的直径D，游标卡尺上的示数如图3所示，则D=______mm₀
（4）物体因绕转轴转动而具有的动能叫转动动能．设法测得砂轮转轴转动时受到的摩擦力f=(10)/(π)N，通过上述实验，可以得出：该砂轮的转动动能E_k与角速度ω的关系式为E_k=kω²，其中比例系数k的大小为______，k的单位是______（用力学基本单位kg、m、s表示）．

Answer 1

（1）由表格中数据分析可知，n与ω²的比值为一定值，即n与ω²成正比，故选：D．
（2）n圈时砂轮转过的路程为：s=nπD，根据功的公式克服摩擦力做功的表达式为W_f=fs=f•nπD
（3）固定刻度读数为10mm；游标尺第0刻线与主尺刻线对其，故游标尺读数为：0.05mm×0=0.00mm；
故游标卡尺读数为：10.00mm；
（4）根据动能定理得：E_k=f•n•πD，代入f=(10)/(π)，D=0.01m，得：E_k=0.1nJ，即0.1n=E_k=kω²．将任一组数据比如：ω=1rad/s，E_k=0.1×20=2J，代入得到k=2J•s²/rad²，
又J=kg•m/s²•m=kgm²/s²，代入得：k=kg•m²
故答案为：（1）D；
（2）πDnf；
（3）10.00；
（4）2，kg•m²．