AP物理1考試曆年真題解析（三）

今天的題是2018年第三道free response,是一道有關(guan) 轉動的題。題不難,大家可以先自己做一下啦。

題意：如圖，圓盤繞軸轉動。一個(ge) 同學的實驗表明，當原盤在轉動時，摩擦力的產(chan) 生是因為(wei) 原盤對軸施的不變力矩。

a):當時間t=0時，這個(ge) 轉軸有一個(ge) 初角速度ω0。一段時間後，圓盤在t=t0時停止轉動。

ⅰ. 在下麵左邊的坐標方格中,畫一個(ge) 表示ω versus t (從(cong) t=t0到t=t1) 的圖。

ⅱ.在下麵右邊的圖,畫一個(ge) α versus t (從(cong) t=t0到t=t1)的圖。

解析：ⅰ審題發現，力矩是一直不變的。τ=αI，因為(wei) 是同一個(ge) 圓盤，所以轉動慣量I不變，力矩也不變，所以角加速度不變。因為(wei) ω versus t中的斜率代表角加速度，所以斜率不變，圖像為(wei) 一條直線。又因為(wei) t=t1是圓盤停止的時間點，所以直線終於(yu) y軸為(wei) 0的點,x軸為(wei) t1的點。

ⅱ 第一題計算出直線斜率,斜率為(wei) 角加速度的值。

參考答案：

評分標準：每問各兩(liang) 分,斜率一分,始末點一分,共四分。

b)題意：用題中給的力矩、始速度、t1求出轉動慣量I。

解析+參考答案：

評分標準：力矩和角加速度公式各一分,結論一分。

題意：在另外一個(ge) 實驗裏,相同的圓盤的角速度在t0時仍然為(wei) ω0。在t=1/2t1的時候,學生開始往圓盤和軸之間抹油。時間推移,接觸麵的油越來越多,減少了接觸麵間的摩擦力。請在上麵的左右兩(liang) 幅方格坐標中畫圖,t1代表在a問中圓盤停下的時間。

解析：ⅰ.t=1/2t1前的圖像與(yu) a問完全相同(因為(wei) 條件不變)。而開始抹油後,摩擦力減小。合力為(wei) 摩擦力,摩擦力減小,合力減小。在隻考慮速度大小,不考慮方向的情況下,因為(wei) F=ma, m不變, a變小。a=αr,α的大小也減小,所以t=1/2t後角速度的斜率絕對值不斷減小。因為(wei) 時逆時針,所以角速度為(wei) 負數。

ⅱ 因為(wei) 第一問在t=1/2t後,圖像斜率的絕對值不斷減小, 角加速度為(wei) 第一問斜率,所以角加速度的絕對值也不斷變小,因為(wei) 是逆時針,符號為(wei) 負。

參考答案：

評分標準：第一張圖三分,全部要素都有三分,第二題畫對一分。

題意:學生想用一個(ge) 包含時間t和常量C的公式去描述在c問的情況下,力矩的計算公式。如上圖,選一個(ge) 公式表達並解釋原因。

解析：這道題看起來難，但是想明白後一步就能出答案。在ap物理1的free response中碰到較難的小問，一定要去前麵的小問裏找思路。我們(men) 知道，這道題是在c問t>1/2t1的情況下出的，所以我們(men) 可以看看c問的答案。c問中，在t>1/2t1時，隨著時間變化，角加速的絕對值減小（左圖斜率絕對值減小），力矩等於(yu) 轉動慣量×角加速度。轉動慣量不變，角加速度減小，力矩減小。所以我們(men) 隻需要看兩(liang) 個(ge) 式子誰是隨著時間增大，力矩減小的就可以。

參考答案：

評分標準：答案解釋共一分。