【解题方法指导】
本单元知识应用的过程中,常犯的错误主要表现在:对物体做圆周运动时的受力情况不能做出正确的分析,特别是物体在水平面内做圆周运动,静摩擦力参与提供向心力的情况;对牛顿运动定律、圆周运动的规律及机械能守恒定律等知识内容不能综合地灵活应用,如对于被绳(或杆、轨道)束缚的物体在竖直面的圆周运动问题,由于涉及到多方面知识的综合,表现出解答问题时顾此失彼。
例题1、如图所示,一种向自行车车灯供电的小发电机的上端有一半径r0=1.0cm的摩擦小轮,小轮与自行车车轮的边缘接触。当车轮转动时,因摩擦而带动小轮转动,从而为发电机提供动力。自行车车轮的半径R1=35cm,小齿轮的半径R2=4.0cm,大齿轮的半径R3=10.0cm。求大齿轮的转速n1和摩擦小轮的转速n2之比。(假定摩擦小轮与自行车车轮之间无相对滑动)
解析:
该题要求理解圆周运动中线速度、角速度和向心加速度的关系,又要理解和掌握同一轮子上的不同点在转动时角速度相等;用同一条皮带相连的两个轮子,当皮带不打滑时,这两个轮子与皮带相连的边缘点的线速度大小相等。
大小齿轮间、摩擦小轮和车轮之间和皮带传动原理相同,两轮边缘各点的线速度大小相等,由v=2πnr可知转速n和半径r成反比;小齿轮和车轮间和轮轴的原理相同,两轮上各点的转速相同。
由这三次传动可以找出大齿轮和摩擦小轮间的转速之比n1∶n2=2∶175。
例题2、汽车与路面之间的动摩擦因数 0.4,转弯处弯道半径为R 4m,g取
10m/s2。
(1)若路面铺成水平的,汽车转弯时速度不能超过多大?
(2)若路面铺成外侧高内侧低的坡面,倾角为 5.7 ,汽车以多大速度转弯,与路面无摩擦。
解析:路面是水平的,汽车转弯,向心力沿水平方向。摩擦力做向心力,速度最大摩擦也最大。
v
∴ mg m1
R
v1
Rg 0.4 4 10 4m/s
2
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