新概念物理教程 力学答案详解(四)4—24

1 一 月 产品名称 数量 金额 合 计

四 月 数金产品名称 量 额 合 计 利润 五 月 数金产品名称 量 额 合 计 利润 六 月 数金产品名称 量 额 合 计 利润 利润 二 月 产品名称 数量 金额 利润 合 计 三 月 产品名称 数量 金额 合 计 利润

解:(1)对于轮子而言,有:

设所求的时间为t.4—24.电动机通过皮带驱动一厚度均匀的轮子,该轮质量为10kg,半径为10cm,设电动机上

100?2?2cm,10的驱动轮半径为?轮??能传送?5N.m的转矩而不打滑。 603(1)若大轮加速到100r/min需要多长时间? ?10(2)若皮带与轮子之间的摩擦系数为0.3,轮子两旁皮带中的张力各为多少?(设皮带与轮?轮?轮??子的接触面为半各圆周。 t3t

M?I轮?轮

?t?

1110?T12210驱动轮?mR???10??0.1????23t23t6t?6M6?5

(2)参考本书73—75页有:

T2?T1e??2??T1e?1.884又:?T1?T2?R?M?5?T1???T2?

?

?大轮T2?0.15s

4—25.在阶梯状的圆形滑轮上朝相反的方向绕上两根轻绳,绳端各挂物体m1和m2,已知滑轮的转动惯量为IC,绳不打滑,求两边物体的加速度和绳中张力。

解:解法一:滑轮对中心的角动量定理:IC??T2R?T1r对m1用牛二律:m1g?T1?m1a1?m1?R对m2用牛二律:T2?m2g?m2a2?m2?rm1gR?m2gr????IC?m1R2?m2r2??由(1)(2)(3)??T1?m1g?m1?R?T?mg?m?r22?1??解法二:(1)(2)(3)将滑轮、m2、m2及绳子看作一个系统,系统对滑轮中心的角动量定理为:?IC?m1R2?m2r2?m1gR?m2gr?从而求出?又:a1??R,a2??r由此求两端绳子张力。

4—26.一细棒两端装有质量相同的质点A和B,可绕水平轴O自由摆动,已知参量见图。求小幅摆动的周期和等值摆长。

解:假设细棒从垂直位置开始偏离了一个小?角,则系统(A,B及细杆组成)对定轴的转动定理为:I??M即:?ml?ml???mgl1sin??mgl2sin??ml2?ml2?????mgl??mgl?21221212AOl1B?l2?????g?l2?l1???022l1?l2g?l2?l1?2l12?l2?角频率为:??2?2l12?l2周期为:T??2??g?l2?l1?l设等值摆长为l,则:T?2?g2l12?l2?l??l2?l1?4—27.如本题图,复摆周期原为T1=0.500s,在O轴下?=10.0cm处(联线过质心C)加质量m=50.0g后,周期变为T2=0.600s。求复摆对O轴原来的转动惯量。

OCl解:复摆的周期为:T?2?ImgrC没加m之前,复摆的转动惯量为IC,质量为M,质心OC?lc则:T1?2?IcMglC(1)加m后,转动惯量变为:IC?ml2,质量变为M?mMl?ml质心变为:CM?mIc?ml2Ic?ml2?T2?2??2?MlC?mlMglC?mgl?M?m?gM?mIC4?2IC?ml24?2(1)(2)消去MglC得:2??mgl2T1T2(2)??22ml24?2??0.05?0.1?4?3.14?mgl?0.05?9.8?0.12T220.600?IC???22224?4?4?3.144?3.14??T12T220.50020.6002

4—28.1.00m的长杆悬于一端摆动周期为T0,在离悬点为h的地方加一同等质量后,周期变为T,

(1)求h=0.5m和1.00m时的周期比T/T0; (2)是否存在某一h值,T/T0=1?

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