(2003•烟台模拟)某同学利用业余时间为工厂设计了一个测定机器转动角速度的装置,如图所示.A为一金属小球,质量为m,电

1个回答

  • 解题思路:球做匀速圆周运动,弹簧的拉力提供向心力,根据胡克定律和向心力公式列式;电路中两电阻串联,根据闭合电路欧姆定律列式;最后联立求解.

    设杆PN电阻为R0,系统转动时杆PA段的电阻为R

    根据欧姆定律得:

    U1=[ε

    R0+

    1/2R0]•

    1

    2R0=[1/3]ε (1)

    U2=[ε

    R0+R•R (2)

    设弹簧原长为l,则实际长度l0(反映PN杆接入电路中的长度)为:

    l0=

    R

    R0•2l (3)

    弹簧伸长量为:

    x=l0-l (4)

    据胡克定律和牛顿第二定律得Kx=mω2l (5)

    由(1)(2)(3)(4)(5)式解得:

    ω=

    k(3U−ε)/2mU](6)

    答:此时系统转动的角速度ω为

    k(3U−ε)

    2mU.

    点评:

    本题考点: 闭合电路的欧姆定律;线速度、角速度和周期、转速.

    考点点评: 本题通过一个测定机器转动角速度的装置考查电路计算,应用能力的考查是今后高考的命题方向.从学科上看该题是力学与电学的综合,在实际应用中是把一个力学量的变化用电学量表示出来.

相关问题