如图所示,在质量为M的电动机上,装有质量为m的偏心轮,偏心轮转动的角速度为ω,当偏心轮重心在转动轴正上方时,电动机对地面的压力刚好为零,则偏心轮重心离转动轴的距离多

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 向心力/2022-09-29 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 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,偏心轮转动的角速度为ω,当偏心轮重心在转动轴正上方时,电动机对地面的压力刚好为零,则偏心轮重心离转动轴的距离多大?在转动过程中,电动机对地面的最大压力多大?

◎ 答案

解:
设偏心轮的重心距转动轴r,偏心轮等效为用一长为r的细杆固定质量为m(偏心轮的质量)的质点绕转动轴转动(如图).偏心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. ①
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' =F,其向心力为F'+mg= mω2r. ②
由①②得偏心轮重心到转动轴的距离                                                                   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,           ④   
对电动机,设它所受地面的支持力为FN,FN= F"+ Mg.⑤
由③④⑤解得FN =2(M +m)g.
由牛顿第三定律知电动机对地面的最大压力为2(M+m)g。

◎ 解析

“略”

◎ 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,偏心轮转动的角速度为ω,当偏心轮重心在转动轴正上方时,电动机对地面的压力刚好为零,则偏心轮重心离转动轴的距离多…”主要考查了你对  【向心力】  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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