如圖13所示,一個(gè)輪軸,大輪半徑R=25 cm,小輪半徑r=20 cm,在小輪上繞有繩子,繩子下端掛有一個(gè)重G=500 N的物體,在大輪上方有一杠桿壓在大輪邊緣上.若AB=40 cm,BC=60 cm,杠桿和大輪邊緣的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.4,當(dāng)重物勻速下落時(shí),在C點(diǎn)至少需要施加多大的一個(gè)力?該力的方向如何?(桿、繩質(zhì)量均不計(jì))

圖13

400 N     豎直向下

解析:輪軸和杠桿均有固定轉(zhuǎn)軸,運(yùn)用有固定轉(zhuǎn)軸的物體的平衡條件求解.

重物勻速下落時(shí),重力G對(duì)軸O的力矩同杠桿B處對(duì)輪軸摩擦力f對(duì)軸O的力矩代數(shù)和為零,即

f·R=G·r    f=G

分析杠桿受力如圖所示,顯然要使C處施加的力最小,力的方向必須豎直向下,根據(jù)M=0有

=N·

其中=1.0 m,  =0.40 m

N=G

解得F=·G

=


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如圖4-4-13所示是一種手控制動(dòng)器,a是一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)著的輪子,b是摩擦制動(dòng)片,c是杠桿,O是其轉(zhuǎn)動(dòng)軸,手在A點(diǎn)施加一個(gè)作用力F時(shí),b將壓緊輪子,使輪子制動(dòng).若使輪子制動(dòng)所需的力矩是一定的,則下列說(shuō)法中正確的是

A.輪a逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),所需的力F較小

B.輪a順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),所需的力F較小

C.無(wú)論a逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)還是順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),所需的力F相同

D.無(wú)法比較F的大小

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(13分)如圖所示,AB是一段位于豎直平面內(nèi)的光滑軌道,高度為h,末端B處的切線方向水平.一個(gè)質(zhì)量為m的小物體P從軌道頂端A處由靜止釋放,滑到B端后飛出,落到地面上的C點(diǎn),軌跡如圖中虛線BC所示.已知它落地時(shí)相對(duì)于B點(diǎn)的水平位移OC=l.現(xiàn)在軌道下方緊貼B點(diǎn)安裝一水平傳送帶,傳送帶的右端與B的距離為l/2.當(dāng)傳送帶靜止時(shí),讓P再次從A點(diǎn)由靜止釋放,它離開軌道并在傳送帶上滑行后從右端水平飛出,仍然落在地面的C點(diǎn).當(dāng)驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)從而帶動(dòng)傳送帶以速度勻速向右運(yùn)動(dòng)時(shí)(其他條件不變),P的落地點(diǎn)為D.(不計(jì)空氣阻力)

(1)求P滑至B點(diǎn)時(shí)的速度大小;
(2)求P與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù);
(3)求出O、D間的距離.

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(13分)如圖所示,AB是一段位于豎直平面內(nèi)的光滑軌道,高度為h,末端B處的切線方向水平.一個(gè)質(zhì)量為m的小物體P從軌道頂端A處由靜止釋放,滑到B端后飛出,落到地面上的C點(diǎn),軌跡如圖中虛線BC所示.已知它落地時(shí)相對(duì)于B點(diǎn)的水平位移OC=l.現(xiàn)在軌道下方緊貼B點(diǎn)安裝一水平傳送帶,傳送帶的右端與B的距離為l/2.當(dāng)傳送帶靜止時(shí),讓P再次從A點(diǎn)由靜止釋放,它離開軌道并在傳送帶上滑行后從右端水平飛出,仍然落在地面的C點(diǎn).當(dāng)驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)從而帶動(dòng)傳送帶以速度勻速向右運(yùn)動(dòng)時(shí)(其他條件不變),P的落地點(diǎn)為D.(不計(jì)空氣阻力)

(1)求P滑至B點(diǎn)時(shí)的速度大。

(2)求P與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù);

(3)求出O、D間的距離.

 

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