题目内容

如图所示,电动机和飞轮的总质量为M,飞轮边缘固定着一质量为m的物块,物块到轴距离为r,电动机匀速转动,当物块转到最高点时,电动机恰对地面无压力,求:①飞轮的角速度;②地面受的最大压力.

答案:
解析:

解析:当物块转到最高点时,电动机恰对地面无压力,说明此时物块对飞轮加了向上的弹力F,且FMg.而物块m此时受到重力和竖直向下的弹力F′(F′是飞轮对物块的作用力),如图所示,其合外力提供它做圆周运动的向心力,即

FmgF′=mω2r

根据牛顿第三定律可得:FF′等大,FMg,所以ω,当物块转到最低点时,物块受到向上的弹力和向下的重力,FF1mgmω2r,即:F1=2mgMg,此时物块对飞轮的压力最大为2mgMg,且方向竖直向下,对电动机和飞轮进行分析可得它们对地面的压力为最大,FNMgF1=2(Mm)g

注意:解决本题时要采用隔离法分析,要认真分析各研究对象的受力情况.


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