Question

如图所示是测量电动机产生的力矩大小的简易装置．两个弹簧秤的上端固定在一个水平横杆上，下端连接着绕过粗糙圆板的皮带．电动机通过转轴可以带动粗糙圆板匀速转动，转动方向如图所示．
（1）圆板匀速转动时，

 

（填“左”或“右”）侧弹簧称读数较大；
（2）圆板匀速转动时，两弹簧秤读数分别为7N和3N，圆板半径r=0.2m，则电动机对圆板产生的力矩为

 

Nm．
（3）已知该电动机工作时对外产生的力矩大小与转速有关，转速越大，则对外力矩越小．在不改变该装置其他设备的情况下，换一粗糙程度相同的圆板，半径大于0.2m，转速稳定后弹簧秤读数相比原来不变，则此时圆板的转速相比原来应

 

（填“增大”、“减小”或“不变”）．

Answer 1

分析：（1）圆板匀速转动时，分析圆板对皮带的摩擦力方向，分析两侧弹簧称读数大小．
（2）电动机对圆板产生的力矩等于摩擦力对圆板产生的力矩，求出摩擦力，即可求出电动机对圆板产生的力矩．
（3）当半径增大时，根据电动机对外产生的力矩变化来分析转速的变化．

解答：解：（1）圆板匀速转动时，圆板对左侧皮带产生向下的摩擦力，对右侧皮带产生向上的摩擦力，则左侧弹簧称读数较大．
    （2）设电动机对圆板产生的摩擦力大小为F
          则F=

7+3

2

N=5N
         电动机对圆板产生的力矩M=Fr=1.0Nm
     （3）转速稳定后弹簧秤读数相比原来不变，摩擦力大小不变，圆板半径增大，电动机工作时对圆板产生的力矩增大，由题意，圆板的转速将减小．
故本题答案是：
（1）左
（2）1.0
（3）减小

点评：本题考查运用物理知识解决实际问题的能力，难点是第（2）问如何求出摩擦力，确定电动机对圆板产生的力矩．