问题: 解答过程~谢谢啦!
1如图4所示,a、b、c三物体放在旋转水平圆台上,它们与圆台间的动摩擦因数均相同,已知a的质量为2m,b和c的质量均为m,a、b离轴距离为R,c离轴距离为2R。当圆台转动时,三物均没有打滑,则:(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)( )
A.这时c的向心加速度最大
B.这时b物体受的摩擦力最小
C.若逐步增大圆台转速,c比b先滑动
D.若逐步增大圆台转速,b比a先滑动
答案是ABC 为什么?
2.在斯图加特举行的体操锦标赛上,中国著名体操运动员杨威蝉联男子全能冠军,在单杠项目实现了“单臂大回环”,用一只手抓住单杠,伸展身体,以单杠为轴做圆周运动,假设杨威质量为55kg,那么,在完成“单臂大回环”的过程中,他的单臂至少要能够承受多大的力?(g=10m/s )
解答:
转动时a、b、c三物体角速度ω相同
都是摩擦力提供向心力
a和b的向心加速度ω^2R
c向心加速度ω^2(2R) =========》A
b物体受的摩擦力mω^2R ,a和c的均为2mω^2R ====>B
由上述分析,摩擦力提供向心力,
当摩擦力不足以提供向心力时,就滑动
a可以不动的最大角速度ω1^2 =u2mg/2mR =ug/R
b可以不动的最大角速度ω2^2 =umg/mR =ug/R
c可以不动的最大角速度ω3^2 =umg/m2R =ug/2R
所以,逐步增大圆台转速,c先滑动 ,之后a,b同时滑动
2,在转过最低点时,
手臂承受重力加向心力,此时承受的力最大
杨威经过最高点时,速度可以为0,
设重心到单杠距离R
根据机械能守恒
下落到最低 mg2R =(1/2)mv^2 ==>mv^2 =4mgR
==>此时向心力 =mv^2 /R =4mg
所以,他的单臂至少要能够承受5mg=2750N
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