- 线速度
- 共938题
光滑的水平面上固定着一个螺旋形光滑水平轨道,俯视如图所示.一个小球以一定速度沿轨道切线方向进入轨道,小球从进入轨道到未到达螺旋形中央区的时间内,小球运动的线速度大小__________,角速度大小__________(填:“变大”、“变小”或“不变”)。
正确答案
不变,变大
小球在水平轨道上运动,弹力不做功,机械能守恒,小球的线速度不变,角速度,随着半径变小,角速度变大
故答案为:不变;变大
一部机器由电动机带动,机器上的皮带轮的半径是电动机皮带轮半径的3倍(如图),皮带与两轮之间不发生滑动。已知机器皮带轮边缘上一点的向心加速度为0.10 m/s2。
(1)电动机皮带轮与机器皮带轮的角速度之比=?
(2)机器皮带轮上A点到转轴的距离为轮半径的一半,A点的向心加速度是多少?
正确答案
解:(1)因电动机和机器由同一皮带连接,所以它们边缘线速度相等设电动机半径为r1,角速度w1,机器轮半径为r2,角速度为w 2.
由题意知:r2 =3r1
由v=rw得 (3分)
r1w1 = r2w2
即 r1w1= 3r1w2
所以,
=3:1 ( 3分)
(2)因A与皮带边缘同轴转动,所以角速度相等,向心加速度与半径成正比,
由
a=rw2得 (2分)
aA=0.10 m/s2 ="0.05" m/s2 (2分)
分析:传动装置,在传动过程中不打滑,则有:共轴的角速度是相同的;同一传动装置接触边缘的线速度大小是相等的.所以当角速度一定时,线速度与半径成正比;当线速度大小一定时,角速度与半径成反比.因此根据题目条件可知加速度及角速度关系.
解答:解:(1)因电动机和机器由同一皮带连接,所以它们边缘线速度相等设电动机半径为r1,角速度ω1,机器轮半径为r2,角速度为ω2.由题意知:r2=3r1
由v=rω得 r1ω1=r2ω2
即 r1ω1=3r1ω2
所以,ω1:ω2=3:1
(2)因A与皮带边缘同轴转动,所以角速度相等,向心加速度与半径成正比,
由a=rω2得 ,aA=×0.10 m/s2=0.05 m/s2
答:(1)电动机皮带轮与机器皮带轮的角速度之比ω1:ω2=3:1;
(2)机器皮带轮上A点到转轴的距离为轮半径的一半,A点的向心加速度是0.05 m/s2
点评:本题要紧扣隐含条件:共轴的角速度是相同的;同一传动装置接触边缘的线速度大小是相等的.以此作为突破口;同时能掌握线速度、角速度与半径之间的关系.
如图所示的皮带传动装置中,轮A和B同轴,A、B、C分 别是三个轮边缘的质点,且RA=RC=2RB,则关系是: ωA:ωB :ωC = _____________ vA :vB :vC = ______________
正确答案
2∶2∶1 2∶1∶1
试题分析:由于B轮和C轮是皮带传动,皮带传动的特点是两轮与皮带接触点的线速度的大小与皮带的线速度大小相同,故vC=vB,由于A轮和B轮共轴,故两轮角速度相同,即ωA=ωB,由角速度和线速度的关系式v=ωR可得:ωA∶ωB∶ωC=2:2:1,vA∶vB∶vC=2∶1∶1.
如图所示,光滑的水平面上钉有两枚铁钉A和B,相距0.1 m、长1 m的柔软细绳拴在A上,另一端系一质量为0.5 kg的小球,小球的初始位置在AB连线上A的一侧.把细线拉紧,给小球以2 m/s的垂直细线方向的水平速度使它做圆周运动.由于钉子B的存在,使线慢慢地缠在A、B上. 如果细线的最大拉力为7 N,从开始运动到细线断裂需经历多长时间?
正确答案
8.2S
小球转动时,由于细线逐步绕在a、b两钉上,小球的转动半径会逐渐变小,但小球转动的线速度大小保持不变.
小球交替地绕a、b做匀速圆周运动,因线速度不变,随着转动半径的减小,线中张力
不断增大,每转半圈的时间不断减小.
在第一个半圈内,,
在第二个半圈内,,
在第三个半圈内,,
在第个半圈内,
,
令,得
,所以经历的时间为
放在地球表面上的两个物体甲和乙,甲放在南沙群岛(赤道附近),乙放在北京。它们随地球自转做匀速圆周运动时,甲的角速度________乙的角速度,甲的线速度_________乙的线速度,甲的向心加速度_________乙的向心加速度(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
正确答案
(1)等于; (2)大于; (3)大于。
试题分析:甲与乙均绕地轴做匀速圆周运动,在相同的时间转过的角度相等,由角速度的定义式,甲、乙角速度相等.由角速度与线速度关系公式
,甲的转动半径较大,故甲的线速度较大;
由可得甲的向心加速度大于乙的向心加速度;
点评:解答本题关键要知道共轴转动角速度相等,同时要能结合公式判断,当然本题也可直接根据线速度定义式判断!
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