Question

求解一道大学物理题

一轻绳绕在具有水平轴的定滑轮上,绳下挂质量为m的物体，此时滑轮的角加速度为B,若将物体卸掉,而用大小等于mg,方向向下的力拉绳子,则滑轮的角加速度将变大是为什么?

Answer 1

未卸掉物体前有：TR=J*B (R为滑轮半径，J为滑轮的转动惯量)
mg-T=ma=mRB
由此得出 T=mg-ma (即此时给滑轮提供力矩的张力T<mg);
（mg-ma)R=J*B, B=（mg-ma)R/J
卸掉物体后 TR=J*B 亦即 mgR=J*B, B=mgR/J
所以，卸掉物体后滑轮的角加速度将变大。

Answer 2

当用质量为m的物体挂在绳子上时，因为物体是加速下落，所以绳子拉力是小于mg的。
当直接用大小等于mg的力拉绳子时，显然拉力比原来情况更大一些，所以滑轮的角速度是增大了。

Answer 3

挂物体时，物体受的重力为“物体+滑轮”提供加速度，力大小为mg，卸掉物体时，同样大小的力只为“滑轮”提供加速度。
好像一匹马拉一辆马车和拉两辆马车，你说哪个跑得快？？