题目内容
如图所示,质量为m的小物块放在长直水平面上,用水平细线紧绕在半径为R、质量为2m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,转动中角速度满足ω=β1t(β1为已知常数),物块和地面之间动摩擦因数为μ.求:
(1)物块做何种运动?请说明理由.
(2)物块运动中受到的拉力.
(3)从开始运动至t=t1时刻,电动机做了多少功?
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(1)圆筒边缘线速度与物块前进速度大小相同根据v=ωR=Rβ1t,线速度与时间成正比
物块做初速为零的匀加速直线运动 (3分)
(2)由(1)问分析结论,物块加速度为a = Rβ1 (2分)
根据物块受力,由牛顿第二定律得 T-μmg=ma (2分)
则细线拉力为 T=μmg+m Rβ1 (1分)
(3)对整体运用动能定理,W电+Wf =
(3分)
其中Wf =-μmgs=-μmg
(2分)
则电动机做的功为 W电= μmg
+
(2分)
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