Question

一部機(jī)器由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，機(jī)器上的皮帶輪的半徑是電動(dòng)機(jī)皮帶輪半徑的3倍（如圖），皮帶與兩輪之間不發(fā)生滑動(dòng)。已知機(jī)器皮帶輪邊緣上一點(diǎn)的向心加速度為0.10 m/s2。

(1)電動(dòng)機(jī)皮帶輪與機(jī)器皮帶輪的角速度之比=?
(2)機(jī)器皮帶輪上A點(diǎn)到轉(zhuǎn)軸的距離為輪半徑的一半，A點(diǎn)的向心加速度是多少?

Answer 1

解：（1）因電動(dòng)機(jī)和機(jī)器由同一皮帶連接，所以它們邊緣線速度相等設(shè)電動(dòng)機(jī)半徑為r1,角速度w1,機(jī)器輪半徑為r2,角速度為w 2.
由題意知：r2 =3r1                            
由v=rw得                               （3分）
r1w1 = r2w2
即    r1w1= 3r1w2                                      
所以，
=3:1                      （ 3分）
（2）因A與皮帶邊緣同軸轉(zhuǎn)動(dòng)，所以角速度相等，向心加速度與半徑成正比，
由
a=rw2得                           （2分）
aA=0.10 m/s2 ="0.05" m/s2                      （2分）

分析：傳動(dòng)裝置，在傳動(dòng)過程中不打滑，則有：共軸的角速度是相同的；同一傳動(dòng)裝置接觸邊緣的線速度大小是相等的．所以當(dāng)角速度一定時(shí)，線速度與半徑成正比；當(dāng)線速度大小一定時(shí)，角速度與半徑成反比．因此根據(jù)題目條件可知加速度及角速度關(guān)系．
解答：解：（1）因電動(dòng)機(jī)和機(jī)器由同一皮帶連接，所以它們邊緣線速度相等設(shè)電動(dòng)機(jī)半徑為r₁，角速度ω₁，機(jī)器輪半徑為r₂，角速度為ω₂．由題意知：r₂=3r₁
由v=rω得                                r₁ω₁=r₂ω₂
即    r₁ω₁=3r₁ω₂
所以，ω₁：ω₂=3：1                       
（2）因A與皮帶邊緣同軸轉(zhuǎn)動(dòng)，所以角速度相等，向心加速度與半徑成正比，
由a=rω²得                            ，a_A=×0.10 m/s²=0.05 m/s²
答：（1）電動(dòng)機(jī)皮帶輪與機(jī)器皮帶輪的角速度之比ω₁：ω₂=3：1；
（2）機(jī)器皮帶輪上A點(diǎn)到轉(zhuǎn)軸的距離為輪半徑的一半，A點(diǎn)的向心加速度是0.05 m/s²
點(diǎn)評(píng)：本題要緊扣隱含條件：共軸的角速度是相同的；同一傳動(dòng)裝置接觸邊緣的線速度大小是相等的．以此作為突破口；同時(shí)能掌握線速度、角速度與半徑之間的關(guān)系．