如图所示,水平转盘可绕竖直中心轴转动,盘上叠放着质量均为1kg的A、B两个物块,B物块用长为0.25m的细线
如图所示,水平转盘可绕竖直中心轴转动,盘上叠放着质量均为1kg的A、B两个物块,B物块用长为0.25m的细线与固定在转盘中心处的力传感器相连,两个物块和传感器的大小均可不...
如图所示,水平转盘可绕竖直中心轴转动,盘上叠放着质量均为1kg的A、B两个物块,B物块用长为0.25m的细线与固定在转盘中心处的力传感器相连,两个物块和传感器的大小均可不计.细线能承受的最大拉力为8N.A、B间的动摩擦因数为0.4,B与 转盘间的动摩擦因数为0.1,且可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力.转盘静止时,细线刚好伸直,传感器的读数为零.当转盘以不同的角速度匀速转动时,传感器上就会显示相应的读数F.试通过计算在坐标系中作出F-ω2图象(作在答题卡上).g取10m/s2.
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对AB整体分析,当绳子刚有拉力时,根据牛顿第二定律得:μ1?2mg=2mrω12,
当B物体与将发生滑动时的角速度为:ω1=
=
=2rad/s;
则:T=0,ω∈[0,2];
当A物体所受的摩擦力大于最大静摩擦力时,A将要脱离B物体,此时的角速度由:μ2mg=mrω22得:ω2=
=
=4rad/s
则:T=2mω2r?μ12mg=0.5ω2?2(ω∈[2,4])
此时绳子的张力为:T=2mω2r-μ12mg=2×16×0.25-2=6N<8N,故绳子末断
接下来随角速度的增大,B脱离A物体.
只有A物体作匀速圆周运动,当拉力最大时的角速度为ω3,根据牛顿第二定律得:
Tmax+μ1mg=mrω32
则:ω3=
=6rad/s,
则当角速度为:ω2,mrω22=1×16×0.25=4N>μ1mg
即绳子产生了拉力.
则:T=2mω2r?μ1mg=0.25ω2?1,ω∈[4,6].
则坐标系中作出 F-ω2图象如图所示.
答:坐标系中作出 F-ω2图象如图所示.
当B物体与将发生滑动时的角速度为:ω1=
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则:T=0,ω∈[0,2];
当A物体所受的摩擦力大于最大静摩擦力时,A将要脱离B物体,此时的角速度由:μ2mg=mrω22得:ω2=
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则:T=2mω2r?μ12mg=0.5ω2?2(ω∈[2,4])
此时绳子的张力为:T=2mω2r-μ12mg=2×16×0.25-2=6N<8N,故绳子末断
接下来随角速度的增大,B脱离A物体.
只有A物体作匀速圆周运动,当拉力最大时的角速度为ω3,根据牛顿第二定律得:
Tmax+μ1mg=mrω32
则:ω3=
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则当角速度为:ω2,mrω22=1×16×0.25=4N>μ1mg
即绳子产生了拉力.
则:T=2mω2r?μ1mg=0.25ω2?1,ω∈[4,6].
则坐标系中作出 F-ω2图象如图所示.
答:坐标系中作出 F-ω2图象如图所示.
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