Question

如图所示，电动机和飞轮的总质量为M，飞轮边缘固定着一质量为m的物块，物块到轴距离为r，电动机匀速转动，当物块转到最高点时，电动机恰对地面无压力，求：①飞轮的角速度；②地面受的最大压力．

Answer 1

答案：
解析：

解析：当物块转到最高点时，电动机恰对地面无压力，说明此时物块对飞轮加了向上的弹力F，且F＝Mg．而物块m此时受到重力和竖直向下的弹力F′(F′是飞轮对物块的作用力)，如图所示，其合外力提供它做圆周运动的向心力，即 F向＝mg＋F′＝mω2r 根据牛顿第三定律可得：F与F′等大，F＝Mg，所以ω＝，当物块转到最低点时，物块受到向上的弹力和向下的重力，F向＝F1－mg＝mω2r，即：F1＝2mg＋Mg，此时物块对飞轮的压力最大为2mg＋Mg，且方向竖直向下，对电动机和飞轮进行分析可得它们对地面的压力为最大，FN＝Mg＋F1＝2(M＋m)g． 注意：解决本题时要采用隔离法分析，要认真分析各研究对象的受力情况．