又因为皮带不打滑,所以皮带传动的两轮边缘各点线速度大小相等:vP=vQ.
由向心加速度公式a=可得:=
所以aQ=aP·=12× cm/s2=24 cm/s2.
答案:4 cm/s2 24 cm/s2
☆11.如图所示,OP=PQ=R,两个小球质量都是m,a、b为水平轻绳.两小球正随水平圆盘以角速度ω匀速同步转动.小球和圆盘间的摩擦力可以不计.求:
(1)绳b对小球Q的拉力大小;
(2)绳a对小球P的拉力大小.
解析:(1)对球Q,受力如图甲所示,其做圆周运动的半径为2R,根据牛顿第二定律有
Fb=mω2·2R=2mω2R.
(2)对球P,受力如图乙所示,其做圆周运动的半径为R,根据牛顿第二定律有Fa-Fb′=mω2R
Fb=Fb′
解得Fa=Fb′+mω2R=3mω2R.
答案:(1)2mω2R (2)3mω2R
12.如图所示,一光滑的半径为0.1 m的半圆形轨道放在水平面上,一个质量为m的小球以某一速度冲上轨道,当小球将要从轨道口飞出时,轨道对小球的压力恰好为零,g取10 m/s2,求:
(1)小球在B点速度是多少?
(2)小球落地点离轨道最低点A多远?
(3)落地时小球速度为多少?
解析:(1)小球在B点时只受重力作用,竖直向下的重力提供小球做圆周运动的向心力,根据牛顿第二定律可得:
mg=m
代入数值解得:vB==1 m/s.
(2)小球离开B点后,做平抛运动.根据平抛运动规律可得:2r=gt2
s=vBt
代入数值联立解得:s=0.2 m.
(3)根据运动的合成与分解规律可知,小球落地时的速度为v== m/s.
答案:(1)1 m/s (2)0.2 m (3) m/s