题目内容
如图所示,质量可忽略不计,半径为R的薄圆盘,可绕过圆心O的光滑水平轴,在竖直平面内自由转动.在圆盘边缘的A点和距圆心R/2的B点分别固定质量分别为m1、m2的小物块(可视为质点),已知m1=2m2,且OA与OB垂直,现让圆盘从OA连线为水平位置时开始由静止释放,当OA转到竖直位置时,求此时:
(1)圆盘转动的角速度;
(2)物块m1对圆盘作用力的大小和方向.
答案:
解析:
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(1)设OA转到竖直位置时转盘的角速度ω,选转轴O所在的水平面为零势能面. m1、m2的线速度分别为:v1=ωR v2=ωR/2 由m1、m2系统机械能守恒有:
-m2g 解得:ω= (2)物块m1只受到两个力的作用:重力m1g和圆盘对它的支持力N1 由其合力提供向心力,有 N1-m1g=m1 m1的线速度为 v1=ωR= 解得:圆盘对m1的支持力为 N1=7m1g/3 根据牛顿第三定律,m1对圆盘的作用力为
负号表示与N1的方向相反,即竖直向下. |
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