题目内容

【题目】如图所示,质量为m=2kg的小物块放在足够长的水平面上,用水平长细线紧绕在半径为R=1m、质量为2kg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,角速度满足,物块和地面之间滑动摩擦因数,重力加速度g=10m/s2,求:

(1)小物块运动的速度v与时间t的关系及绳子拉力的大小;

(2)从0到3s内小物块的位移大小;

(3)从0到3s内电动机做了多少功?

【答案】(1)(m/s), T=14N; (2)x=9m (3)W=162J

【解析】

试题分析:(1)圆筒边缘的线速度大小与物块运动的速度大小相同,则 v=ωR=2t×1=2t(m/s)

可知,物体的速度与时间成正比,所以物块做初速度为零的匀加速直线运动,加速度为a=v/t=2m/s2.

根据物块受力,由牛顿第二定律得:T-μmg=ma

则细线拉力为 T=m(μg+a)=2×(0.5×10+2)N=14N

(2)从0到3s内小物块的位移大小

(3)电动机做的功为

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