瓦特节速器上有装有重球的两根棒,每根棒长20 cm(棒的重力不计),设机器在运转时,棒与竖直转动轴AB之间的夹角为60°,如图5-7-9所示.求此节速器的转速为

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瓦特节速器上有装有重球的两根棒,每根棒长20 cm(棒的重力不计),设机器在运转时,棒与竖直转动轴AB之间的夹角为60°,如图5-7-9所示.求此节速器的转速为多少.(g取10 m/s²)

图5-7-9

答案

1.6 r/s

解析

重球所受重力和棒的拉力的合力提供重球做圆周运动的向心力.半径r=Lsin60°,由牛顿第二定律有:F_向=mgtan60°=mrω²,即mgtan60°=mLsin60°(2πn)²,故n=

="1.6" r/s.

举一反三

如图5-7-4所示，在水平固定的光滑平板上，有一质量为m的质点P与穿过中央小孔O的轻绳一端相连着，平板与小孔都是光滑的，用手拉着绳子下端，使质点做半径为A、角速度为ω₀的匀速圆周运动.若绳子突然放松至某一长度B而立即被拉紧，质点就能在半径为B的圆周上做匀速圆周运动.求质点由半径A到半径B所需的时间及质点在半径为B的圆周上运动的角速度.

图5-7-4

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宇宙飞船中的宇航员需要在航天之前进行多种训练，其中图5-7-6是离心试验器的原理图.可以用此试验研究过荷对人体的影响，测量人体的抗荷能力.离心试验器转动时，被测者做匀速圆周运动.现观测到图中的直线AB（线AB与舱底垂直）与水平杆成30°角，则被测者对座位的压力是他所受重力的多少倍？

图5-7-6

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洗衣机的脱水筒采用带动衣物旋转的方式脱水，下列说法中错误的是（）

A．脱水过程中，衣物是紧贴筒壁的

B．水会从桶中甩出是因为水滴受到向心力很大的缘故

C．加快脱水筒转动角速度，脱水效果会更好

D．靠近中心的衣物脱水效果不如四周的衣物脱水效果好

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洗衣机脱水筒及制作“棉花糖”的工作原理都是离心运动，下面关于它们的工作原理的说法正确的是（）

A．衣服中的水及糖汁在桶转动时都受到离心力的作用

B．衣服中的水及糖汁在转动时受合外力为零，所以做离心运动

C．在桶高速转动时衣服中的水及糖汁所受附着力及摩擦力小于所需要的向心力，所以做离心运动

D．水及糖汁从桶壁水孔出来后直到遇到外壁或硬化前都做匀速直线运动

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关于离心运动，下列说法中正确的是（）

A．脱水桶里湿衣服能被甩干，是因为附在衣服上的水滴受到了背离圆心的力

B．汽车以过大的速度转弯时，有可能会向弯道的内侧滑动

C．火车以过大的速度经过弯道时，弯道外侧的铁轨将受到轮缘的挤压

D．做匀速圆周运动的物体，当外力突然消失时，物体将沿半径方向飞出

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