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如图所示,在质量为M的电动机上,装有质量为m的偏心轮,(偏心轮的重心距转轴r,偏心轮等效为用一长为r的细杆固定质量为m(轮的质量)的质点,绕转轴转动。)轮匀速转动,当轮重

网友投稿  2022-09-29 00:00:00  零零社区

◎ 题目

如图所示,在质量为M的电动机上,装有质量为m的偏心轮,(偏心轮的重心距转轴r,偏心轮等效为用一长为r的细杆固定质量为m(轮的质量)的质点,绕转轴转动。)轮匀速转动,当轮重心在转轴正上方时,电动机对地面的压力刚好为零。
求:(1)当轮重心在转轴正上方时,细杆的作用力多大?
(2)轮转动的角速度ω多大?
(3)当轮重心在转轴正下方时,细杆的作用力多大?

◎ 答案

(1)F=Mg(2)(3)(M+2m)g 

◎ 解析

(1)轮的重心在正上方时,电动机对地面的压力刚好为零,则此时偏心轮对电动机向上的作用力大小等于电动机的重力。即F=Mg    2分       ①
(2)根据牛顿第三定律,此时轴对偏心轮的作用力向下,大小为F=Mg,其向心力为
F+mg=mω2r              3分                 ②
由①②得偏心轮重心到转轴的距离为:      2分③
(3)当偏心轮的重心转到最低点时,电动机对地面的压力最大.对偏心轮有
F′-mg=mω2r        3分               ④
由③、④、⑤解得F′=(M+2m)g   2分
电动机对地面的压力刚好为零,说明杆对电动机的拉力等于电动机的重力,再以m为研究对象,拉力和重力的合力提供向心力,列式求解

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,在质量为M的电动机上,装有质量为m的偏心轮,(偏心轮的重心距转轴r,偏心轮等效为用一长为r的细杆固定质量为m(轮的质量)的质点,绕转轴转动。)轮匀速转动,当轮重…”主要考查了你对  【匀速圆周运动】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。



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