Question

如圖所示是測量電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的力矩大小的簡易裝置．兩個(gè)彈簧秤的上端固定在一個(gè)水平橫桿上，下端連接著繞過粗糙圓板的皮帶．電動(dòng)機(jī)通過轉(zhuǎn)軸可以帶動(dòng)粗糙圓板勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)方向如圖所示．
（1）圓板勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，______（填“左”或“右”）側(cè)彈簧稱讀數(shù)較大；
（2）圓板勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，兩彈簧秤讀數(shù)分別為7N和3N，圓板半徑r=0.2m，則電動(dòng)機(jī)對圓板產(chǎn)生的力矩為______Nm．
（3）已知該電動(dòng)機(jī)工作時(shí)對外產(chǎn)生的力矩大小與轉(zhuǎn)速有關(guān)，轉(zhuǎn)速越大，則對外力矩越�。�在不改變該裝置其他設(shè)備的情況下，換一粗糙程度相同的圓板，半徑大于0.2m，轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后彈簧秤讀數(shù)相比原來不變，則此時(shí)圓板的轉(zhuǎn)速相比原來應(yīng)______（填“增大”、“減小”或“不變”）．

Answer 1

【答案】分析：（1）圓板勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，分析圓板對皮帶的摩擦力方向，分析兩側(cè)彈簧稱讀數(shù)大小．
（2）電動(dòng)機(jī)對圓板產(chǎn)生的力矩等于摩擦力對圓板產(chǎn)生的力矩，求出摩擦力，即可求出電動(dòng)機(jī)對圓板產(chǎn)生的力矩．
（3）當(dāng)半徑增大時(shí)，根據(jù)電動(dòng)機(jī)對外產(chǎn)生的力矩變化來分析轉(zhuǎn)速的變化．
解答：解：（1）圓板勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，圓板對左側(cè)皮帶產(chǎn)生向下的摩擦力，對右側(cè)皮帶產(chǎn)生向上的摩擦力，則左側(cè)彈簧稱讀數(shù)較大．
    （2）設(shè)電動(dòng)機(jī)對圓板產(chǎn)生的摩擦力大小為F
          則F==5N
         電動(dòng)機(jī)對圓板產(chǎn)生的力矩M=Fr=1.0Nm
     （3）轉(zhuǎn)速穩(wěn)定后彈簧秤讀數(shù)相比原來不變，摩擦力大小不變，圓板半徑增大，電動(dòng)機(jī)工作時(shí)對圓板產(chǎn)生的力矩增大，由題意，圓板的轉(zhuǎn)速將減小．
故本題答案是：
（1）左
（2）0.8
（3）減小
點(diǎn)評：本題考查運(yùn)用物理知識解決實(shí)際問題的能力，難點(diǎn)是第（2）問如何求出摩擦力，確定電動(dòng)機(jī)對圓板產(chǎn)生的力矩．