题目内容
【题目】如图所示，在半径为r=10cm的轮轴上悬挂一个质量为M=3kg的水桶，轴上分布着6根手柄，柄端有6个质量为m=0.5kg的金属小球。球离轴心的距离为L=50cm，轮轴、绳及手柄的质量以及摩擦均不计。开始时水桶在离地面某高度处，释放后水桶带动整个装置转动，当转动n（未知量）周时，测得金属小球的线速度v1=5m/s，此时水桶还未到达地面，g=10m/s2，求：
（1）转动n周时，水桶重力做功的功率P；
（2）n的数值。
【答案】（1）30W（2）
【解析】
试题分析：（1）设轮轴转动n周时，水桶的速度为v，则
①
水桶重力做功的功率为
②，
联立①②可得
（2）从释放水桶到轮轴转动n周的过程，对系统，由能量守恒定律：
，③
根据几何关系：
④，由③④可得
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