某同学为了探究杆转动时的动能表达式,设计了如图所示的实验:质量为m的均匀长直杆一端固定在光滑转轴O处,杆由水平位置静止释放,用光电门测出另一端A经过某位置时的瞬时速度vA,并记下该位置与转轴O的高度差h。
⑴设杆的宽度为L(L很小),A端通过光电门的时间为t,则A端通过光电门的瞬时速度vA的表达式为 。
⑵调节h的大小并记录对应的速度vA,数据如下表。为了形象直观地反映vA和h的关系,请选择适当的纵坐标并画出图象。
组 次 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
h/m |
0.05 |
0.10 |
0.15 |
0.20 |
0.25 |
0.30 |
vA/(m·s-1) |
1.23 |
1.73 |
2.12 |
2.46 |
2.74 |
3.00 |
vA-1/ (s·m-1) |
0.81 |
0.58 |
0.47 |
0.41 |
0.36 |
0.33 |
vA2/ (m2·s-2) |
1.50 |
3.00 |
4.50 |
6.05 |
7.51 |
9.00 |
⑶当地重力加速度g取10m/s2,结合图象分析,杆转动时的动能Ek= (请用质量m、速度vA表示)。