题目内容
如图所示,一个线轴质量为m,边缘轮半径为R ,中间轴半径为r,一根细线一端固定在轴上最低点C处,然后在轴上沿顺时针方向绕了两周。线轴放在水平桌面上,它与桌面间的动摩擦因数为μ。现用水平外力F向左慢慢拉细线的另一端,直到绕在线轴上的细线全部松开,这时线轴的C点又位于最低点,并且C点的位移恰好等于中心轴周长的2倍。求这个过程中产生的热量是多大?
2πμmg(r+R)
假设线轴从起始位置先向右纯滚两周,至C点又位于最低点,绳端松开长度为s1=2πr,而线轴后退距离为s2=2πR,。此过程中线轴与水平桌面间没有滑动摩擦。
再使线轴沿水平桌面向右平动,在桌面上滑行至题目要求的位置,线轴在桌面上滑行的距离等于s= s1+s2=2π(r+R)。所生的热量等于滑动摩擦力与相对运动的路程的乘积,即
Q=f·s=2πμmg(r+R)。
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