如图所示,质量为m的小物块放在长直水平面上,用水平细线紧绕在半径为R、质量为2m的薄壁圆筒上,t=0时刻,圆筒在电动机带

如图所示,质量为m的小物块放在长直水平面上,用水平细线紧绕在半径为R、质量为2m的薄壁圆筒上,t=0时刻,圆筒在电动机带动下由静止开始绕竖直中心轴转动,转动中角速度满足ω=βt(β为已知常数),物块和地面之间东摩擦因数为μ.设细线足够长,则:
(1)物块做何种运动?
(2)物块运动中受到的拉力为多少?
(3)从开始运动至t=t1时刻,电动机做了多少功?
shi4931891 1年前 已收到1个回答 举报

caixiangyou 花朵

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解题思路:(1)根据圆筒的运动情况可确定物块的运动情况;
(2)由题目给出的数据可求得加速度,再由牛顿第二定律可求得拉力;
(3)对整体由动能定理可求得电动机所做的功.

(1)圆筒边缘线速度与物块前进速度大小相同
根据v=ωR=Rβt,线速度与时间成正比
物块做初速为零的匀加速直线运动
(2)由(1)问分析结论,物块加速度为a=[△v/△t]=Rβ
根据物块受力,由牛顿第二定律得 T-μmg=ma
则细线拉力为 T=μmg+mRβ
(3)对整体运用动能定理,有
W+Wf=
1
2mv2+
1
22mv2
其中Wf=-μmgs=-μmg
1
2Rβt12
则电动机做的功为W=μmg
1
2Rβt12+
3
2m(Rβt1)2
答:(1)物块做初速为零的匀加速直线运动;(2)细线拉力为 T=μmg+mRβ;(3)电动机做的功为 μmg
1
2Rβt12+
3
2m(Rβt1)2

点评:
本题考点: 动能定理的应用;牛顿第二定律.

考点点评: 本题考查动能定理、圆周运动,同时还考查了学生审题能力,要注意根据题目中给出的条件进行分析,找出正确的物理方法.

1年前

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