(10分)如图所示的水平转盘可绕竖直轴OO′旋转,盘上水平杆上穿着两个质量均为m=2kg的小球A和B。现将A和B分别置于距轴rA=0.5m和rB=1m处,并用不可伸长的轻绳相连。已知两球与

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 受力分析/2022-10-10 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

(10分)如图所示的水平转盘可绕竖直轴OO′旋转,盘上水平杆上穿着两个质量均为m=2kg的小球A和B。现将A和B分别置于距轴rA=0.5m和rB=1m处,并用不可伸长的轻绳相连。已知两球与杆之间的最大静摩擦力都是fm=1N。试分析转速ω从零缓慢逐渐增大(短时间内可近似认为是匀速转动),两球对轴保持相对静止过程中,在满足下列条件下,ω的大小。

(1)绳中刚要出现张力时的ω1
(2)A、B中某个球所受的摩擦力刚要改变方向时的ω2,并指明是哪个球的摩擦力方向改变;
(3)两球对轴刚要滑动时的ω3

◎ 答案

见试题分析

◎ 解析


试题分析:(1)当ω较小时, fA=FAn=mω2rA,fB=FBn=mω2rB
因rB>rA,所以B将先滑动。   
对B球:fm=FBn=mω12rB, 
解得:=(rad/s)≈0.7(rad/s)。
(2)当绳上出现张力以后,对B球:fm+T=FBn=mω2rB,对A球:fA+T=FAn=mω2rA
当ω增大时,T增大,fA减小,当fA减小到0时,
对A球:T=FAn=mω22rA, 对B球:fm+T=FBn=mω22rB
联立解得:=" 1" (rad/s)。
(3)当ω再增大时,fA将改向向外,直至随B球一起向B球一侧滑动。
刚要滑动时: 对A球:T- fm =FAn=mω32rA,  对B球:fm+T=FBn=mω32rB
联立解得:=  (rad/s) ≈1.4(rad/s)。

◎ 知识点

    专家分析,试题“(10分)如图所示的水平转盘可绕竖直轴OO′旋转,盘上水平杆上穿着两个质量均为m=2kg的小球A和B。现将A和B分别置于距轴rA=0.5m和rB=1m处,并用不可伸长的轻绳相连。已知两球与…”主要考查了你对  【受力分析】  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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