Question

3．如圖甲所示是中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)室常用的感應(yīng)起電機(jī)，它是由兩個(gè)大小相等直徑約為30cm的感應(yīng)玻璃盤起電的．其中一個(gè)玻璃盤通過從動輪與手搖主動輪鏈接如圖乙所示，現(xiàn)玻璃盤以100r/min的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，已知主動輪的半徑約為8cm，從動輪的半徑約為2cm，P和Q是玻璃盤邊緣上的兩點(diǎn)，若轉(zhuǎn)動時(shí)皮帶不打滑，下列說法正確的是（　　）

• A． P、Q的線速度相同
• B． 玻璃盤的轉(zhuǎn)動方向與搖把轉(zhuǎn)動方向相反
• C． P點(diǎn)的線速度大小約為1.6m/s
• D． 搖把的轉(zhuǎn)速約為400r/min

Answer 1

分析 若主動輪做順時(shí)針轉(zhuǎn)動，從動輪通過皮帶的摩擦力帶動轉(zhuǎn)動，所以從動輪逆時(shí)針轉(zhuǎn)動；
共軸轉(zhuǎn)動的質(zhì)點(diǎn)角速度相等，靠傳送帶傳動，線速度大小相等，根據(jù)v=rω得出線速度大小之比、角速度大小關(guān)系．

解答 解：A、線速度也有一定的方向，由于線速度的方向沿曲線的切線方向，由圖可知，PQ兩點(diǎn)的線速度的方向一定不同．故A錯(cuò)誤；
B、若主動輪做順時(shí)針轉(zhuǎn)動，從動輪通過皮帶的摩擦力帶動轉(zhuǎn)動，所以從動輪逆時(shí)針轉(zhuǎn)動，所以玻璃盤的轉(zhuǎn)動方向與搖把轉(zhuǎn)動方向相反．故B正確；
C、玻璃盤的直徑是30cm，轉(zhuǎn)速是100r/min，所以線速度：v=ωr=2nπr=2×$\frac{100}{60}×π×\frac{0.3}{2}$=0.5π m/s≈1.6m/s．故C正確；
D、從動輪邊緣的線速度：v_c=ω•r_c=$2×\frac{100}{60}×π×0.02$=$\frac{1}{15}π$m/s
由于主動輪的邊緣各點(diǎn)的線速度與從動輪邊緣各點(diǎn)的線速度的大小相等，即v_z=v_c
所以主動輪的轉(zhuǎn)速：${n}_{z}=\frac{{ω}_{z}}{2π}=\frac{\frac{{v}_{z}}{{r}_{z}}}{2π}=\frac{\frac{1}{15}π}{2π×0.08}=\frac{1}{2.4}a/s=25$r/min．故D錯(cuò)誤．
故選：BC

點(diǎn)評 解決本題的關(guān)鍵知道共軸轉(zhuǎn)動的點(diǎn)角速度大小相等，靠傳送帶傳動輪子邊緣的點(diǎn)，線速度大小相等，知道線速度、角速度的關(guān)系，并能靈活運(yùn)用．