在質(zhì)量為M的電動機飛輪上固定著一個質(zhì)量為m的重物，它到轉(zhuǎn)軸的距離為r，為使電動機不從地面跳起，則電動機的飛輪角速度不得超過________，若以上述角速度勻速轉(zhuǎn)動，它對地面的最大壓力為________．

    2（M+m）g
分析：當(dāng)重物轉(zhuǎn)到最高點時，對電動機的拉力等于電動機的重力時，電動機恰好不從地面跳起，此時電動機的飛輪角速度是電動機不從地面跳起時最大的角速度，以重物為研究對象，根據(jù)牛頓第二定律求解此角速度．當(dāng)以此角速度勻速轉(zhuǎn)動，重物轉(zhuǎn)到最低點時，電動機對地面的壓力最大，再由牛頓運動定律求解電動機對地面最大的壓力．
解答：設(shè)電動機恰好不從地面跳起時飛輪角速度是ω．此時電動機對重物的作用力F=Mg．以重物為研究對象，根據(jù)牛頓第二定律得
mg+F=mω2r
得到ω=
若以上述角速度勻速轉(zhuǎn)動，重物轉(zhuǎn)到最低點時，則有
F′-mg=mω2r，得到F′=mg+mω2r=mg+（M+m）g=（M+2m）g
根據(jù)牛頓第三定律得，重物對電動機壓力大小為則對地面的最大壓力為Mg+（M+2m）g=2（M+m）g．
故答案為：，2（M+m）g．
點評：本題首先要選擇研究對象，分析受力情況．其次確定電動機恰好不從地面跳起的臨界條件．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

在如圖所示電路中，閉合開關(guān)S．請回答下列問題：
（1）若a、b之間不接用電器時，當(dāng)滑動變阻器的滑動觸頭P向下滑動時，理想電表的示數(shù)都發(fā)生變化，若電流表和電壓表的示數(shù)分別用I、U表示，示數(shù)變化量的大小分別用△I、△U表示．則
U
I
將
增大
增大
，
△U
△I
將
不變
不變
（填“增大”、“減小”或“不變”）．
（2）若在a、b之間接一電動機，它的線圈電阻為0.5Ω．調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑動觸頭P使R2=1Ω時，電動機正常工作，測得理想電壓表和電流表的示數(shù)分別為6V和2A，電動機的效率為80%，則可算出此時流過電阻R1的電流為
0.4A
0.4A
．
（3）若在a、b之間接一平行板電容器，極板長為L，兩板間距為d．一電子以初速度V0從兩極板正中央平行于極板飛入，飛出點離上極板距離為
d
4
，則電阻R1兩端的電壓為
md2
v
2
0
2eL2
md2
v
2
0
2eL2
．（電子的質(zhì)量為m、電量為e）

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，是一次娛樂節(jié)目中的一個游戲裝置示意圖，裝置中右端有一個光滑圓弧形軌道，高為h，半徑為R，固定在水平地面上，軌道的左端切線沿水平方向，且與豎直墻面間的距離為x．裝置左側(cè)的豎直墻高為H，運動員驅(qū)動電動滑板可從墻面的頂部平面沿水平方向飛到地面上．該游戲的規(guī)則如下：開始時，滑板運動員靜止于離墻頂部邊緣距離為L的地方．讓一滑塊從弧形軌道的最高點由靜止滑下，當(dāng)它滑到軌道底端時，同時通過光電傳感器發(fā)出“開始”信號，滑板運動員可以在看到“開始”信號之前啟動滑板電機助跑，但必須在“開始”信號出現(xiàn)時才能和滑板一起水平飛出墻頂部邊緣，且當(dāng)滑塊在水平面上停止運動時，運動員恰好落在此處，并將滑塊撿起就精英家教網(wǎng)算獲勝．已知滑板與墻頂部平面的動摩擦因數(shù)為μ0，滑板與人的總質(zhì)量為M，滑塊到達圓弧形軌道底端時對軌道的壓力大小為F，重力加速度為g，不計滑板的長度，運動員可視為質(zhì)點．求：
（1）滑塊的質(zhì)量m；Ks5u
（2）滑塊與地面間的動摩擦因數(shù)μ；
（3）滑板運動員要想獲勝，滑板電動機至少要消耗多少電能？

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科目：高中物理 來源： 題型：

游樂場內(nèi)有一種叫“空中飛椅”的游樂項目，示意圖如圖16所示，在半徑為r=4m的水平轉(zhuǎn)盤的邊緣固定著N=10條長為L=10m的鋼繩，綱繩的另一端連接著座椅（圖中只畫出2個），轉(zhuǎn)盤在電動機帶動下可繞穿過其中心的豎直軸OO′ 轉(zhuǎn)動。設(shè)在每個座椅內(nèi)坐著質(zhì)量相同的人，可將人和座椅看成是一個質(zhì)點，人和座椅的質(zhì)量為m=60kg，已知重力加速度為g=10m/s2，不計鋼繩的重力及空氣的阻力。當(dāng)轉(zhuǎn)盤以某一角速度w勻速轉(zhuǎn)動時，座椅從靜止開始隨著轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動而升高，經(jīng)過一段時間后達到穩(wěn)定狀態(tài)，此時鋼繩與轉(zhuǎn)軸在同一豎直平面內(nèi)，與豎直方向的夾角為=37°。求

   （1）穩(wěn)定時鋼繩對座椅的拉力F的大小及轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動的角速度ω；

   （2）每個座椅從靜止開始到隨轉(zhuǎn)盤穩(wěn)定轉(zhuǎn)動的過程中，繩子的拉力對座椅做的功；

（3）如果帶動轉(zhuǎn)盤的電動機輸出機械功率的效率為80%，轉(zhuǎn)盤因自身轉(zhuǎn)動及克服各種摩擦損失的機械功率為20%，求從座椅開始運動到隨轉(zhuǎn)盤穩(wěn)定轉(zhuǎn)動的過程中，電動機消耗的電能。

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科目：高中物理 來源： 題型：

游樂場內(nèi)有一種叫“空中飛椅”的游樂項目，示意圖如圖16所示，在半徑為r=4m的水平轉(zhuǎn)盤的邊緣固定著N=10條長為L=10m的鋼繩，綱繩的另一端連接著座椅（圖中只畫出2個），轉(zhuǎn)盤在電動機帶動下可繞穿過其中心的豎直軸OO′ 轉(zhuǎn)動。設(shè)在每個座椅內(nèi)坐著質(zhì)量相同的人，可將人和座椅看成是一個質(zhì)點，人和座椅的質(zhì)量為m=60kg，已知重力加速度為g=10m/s2，不計鋼繩的重力及空氣的阻力。當(dāng)轉(zhuǎn)盤以某一角速度w勻速轉(zhuǎn)動時，座椅從靜止開始隨著轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動而升高，經(jīng)過一段時間后達到穩(wěn)定狀態(tài)，此時鋼繩與轉(zhuǎn)軸在同一豎直平面內(nèi)，與豎直方向的夾角為=37°。求

   （1）穩(wěn)定時鋼繩對座椅的拉力F的大小及轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動的角速度ω；

   （2）每個座椅從靜止開始到隨轉(zhuǎn)盤穩(wěn)定轉(zhuǎn)動的過程中，繩子的拉力對座椅做的功；

（3）如果帶動轉(zhuǎn)盤的電動機輸出機械功率的效率為80%，轉(zhuǎn)盤因自身轉(zhuǎn)動及克服各種摩擦損失的機械功率為20%，求從座椅開始運動到隨轉(zhuǎn)盤穩(wěn)定轉(zhuǎn)動的過程中，電動機消耗的電能。

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科目：高中物理 來源： 題型：

游樂場內(nèi)有一種叫“空中飛椅”的游樂項目，示意圖如圖16所示，在半徑為r=4m的水平轉(zhuǎn)盤的邊緣固定著N=10條長為L=10m的鋼繩，綱繩的另一端連接著座椅（圖中只畫出2個），轉(zhuǎn)盤在電動機帶動下可繞穿過其中心的豎直軸OO′ 轉(zhuǎn)動。設(shè)在每個座椅內(nèi)坐著質(zhì)量相同的人，可將人和座椅看成是一個質(zhì)點，人和座椅的質(zhì)量為m=60kg，已知重力加速度為g=10m/s2，不計鋼繩的重力及空氣的阻力。當(dāng)轉(zhuǎn)盤以某一角速度w勻速轉(zhuǎn)動時，座椅從靜止開始隨著轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動而升高，經(jīng)過一段時間后達到穩(wěn)定狀態(tài)，此時鋼繩與轉(zhuǎn)軸在同一豎直平面內(nèi)，與豎直方向的夾角為=37°。求

（1）穩(wěn)定時鋼繩對座椅的拉力F的大小及轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動的角速度ω；

（2）每個座椅從靜止開始到隨轉(zhuǎn)盤穩(wěn)定轉(zhuǎn)動的過程中，繩子的拉力對座椅做的功；

（3）如果帶動轉(zhuǎn)盤的電動機輸出機械功率的效率為80%，轉(zhuǎn)盤因自身轉(zhuǎn)動及克服各種摩擦損失的機械功率為20%，求從座椅開始運動到隨轉(zhuǎn)盤穩(wěn)定轉(zhuǎn)動的過程中，電動機消耗的電能。

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