在建筑工地上有一種打夯機，其結(jié)構(gòu)原理如圖所示，用一長為L的連桿（質(zhì)量可忽略）一端固定一質(zhì)量為m的鐵塊，另一端固定在電動機的轉(zhuǎn)軸上．鐵塊m可在豎直平面內(nèi)做圓周運動，當(dāng)旋轉(zhuǎn)的角速度達到一定的數(shù)值，可使質(zhì)量為M（不包括鐵塊質(zhì)量m）的打夯機離開地面，然后砸向地面，從而起到夯實地基的作用．求
（1）m運動至什么位置時打夯機對地面的壓力最大？
（2）電動機的最小角速度．

【答案】分析：（1）當(dāng)鐵塊運動到最低點時打夯機對地面的壓力最大．
（2）電動機的角速度最小時，連桿轉(zhuǎn)動到最高點時，對地壓力恰好為零．
解答：解：（1）當(dāng)鐵塊運動到最低點時打夯機對地面的壓力最大．
（2）當(dāng)鐵塊運動到最高點時，打夯機才會離開地面，受到地面的支持力為零，此時設(shè)桿的拉力為F，則由牛頓第二定律：
對M有：F-Mg=0  
對m有：mg+F=mlω2      
解得：ω=   
答：（1）m運動至最低點位置時打夯機對地面的壓力最大；
（2）電動機的最小角速度．
點評：本題取材于生產(chǎn)實踐中的一個具體實例，解題的關(guān)鍵采用隔離法分析，對鐵塊，在豎直方向上的合力提供圓周運動的向心力．對打夯機受力平衡．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

（2008?增城市模擬）在建筑工地上有一種打夯機，其結(jié)構(gòu)原理如圖所示，用一長為L的連桿（質(zhì)量可忽略）一端固定一質(zhì)量為m的鐵塊，另一端固定在電動機的轉(zhuǎn)軸上．鐵塊m可在豎直平面內(nèi)做圓周運動，當(dāng)旋轉(zhuǎn)的角速度達到一定的數(shù)值，可使質(zhì)量為M（不包括鐵塊質(zhì)量m）的打夯機離開地面，然后砸向地面，從而起到夯實地基的作用．求
（1）m運動至什么位置時打夯機對地面的壓力最大？
（2）電動機的最小角速度．

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科目：高中物理 來源： 題型：

打夯機是建筑工地上的一種常用機械，其工作原理是重錘在電動機的帶動下，在豎直面內(nèi)做勻速圓周運動，在最高點和最低點時重錘所受重力和連桿對它的拉力提供向心力.在最高點時，機身通過連桿給重錘的拉力向下，而重錘通過連桿給機身的拉力向上，將機身提起；在最低點時，機身通過連桿給重錘的拉力向上，重錘通過連桿給機身的拉力向下，從而增大機身對地面的壓力.
 建筑工地上的打夯機結(jié)構(gòu)原理如圖1所示.用一長為L的連桿（質(zhì)量可不計）一端固定質(zhì)量為m的重錘，另一端固定在電動機的轉(zhuǎn)軸上，重錘m可以在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運動，當(dāng)旋轉(zhuǎn)的角速度達到一定數(shù)值時，可使質(zhì)量為M（不包括重錘的質(zhì)量m）的打夯機剛好離開地面，然后砸向地面，從而起到夯實地基的作用，求電動機轉(zhuǎn)動的角速度和打夯機對地面的最大壓力.

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

在建筑工地上有一種打夯機，其結(jié)構(gòu)原理如圖所示，用一長為L的連桿（質(zhì)量可忽略）一端固定一質(zhì)量為m的鐵塊，另一端固定在電動機的轉(zhuǎn)軸上．鐵塊m可在豎直平面內(nèi)做圓周運動，當(dāng)旋轉(zhuǎn)的角速度達到一定的數(shù)值，可使質(zhì)量為M（不包括鐵塊質(zhì)量m）的打夯機離開地面，然后砸向地面，從而起到夯實地基的作用．求
（1）m運動至什么位置時打夯機對地面的壓力最大？
（2）電動機的最小角速度．

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科目：高中物理 來源：2008-2009學(xué)年廣東省廣州市增城市高三（上）第一次調(diào)研物理試卷（解析版） 題型：解答題

在建筑工地上有一種打夯機，其結(jié)構(gòu)原理如圖所示，用一長為L的連桿（質(zhì)量可忽略）一端固定一質(zhì)量為m的鐵塊，另一端固定在電動機的轉(zhuǎn)軸上．鐵塊m可在豎直平面內(nèi)做圓周運動，當(dāng)旋轉(zhuǎn)的角速度達到一定的數(shù)值，可使質(zhì)量為M（不包括鐵塊質(zhì)量m）的打夯機離開地面，然后砸向地面，從而起到夯實地基的作用．求
（1）m運動至什么位置時打夯機對地面的壓力最大？
（2）電動機的最小角速度．

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