Question

如圖所示是測量電動機產生的力矩大小的簡易裝置．兩個彈簧秤的上端固定在一個水平橫桿上，下端連接著繞過粗糙圓板的皮帶．電動機通過轉軸可以帶動粗糙圓板勻速轉動，轉動方向如圖所示．
（1）圓板勻速轉動時，

 

（填“左”或“右”）側彈簧稱讀數較大；
（2）圓板勻速轉動時，兩彈簧秤讀數分別為7N和3N，圓板半徑r=0.2m，則電動機對圓板產生的力矩為

 

Nm．
（3）已知該電動機工作時對外產生的力矩大小與轉速有關，轉速越大，則對外力矩越小．在不改變該裝置其他設備的情況下，換一粗糙程度相同的圓板，半徑大于0.2m，轉速穩定后彈簧秤讀數相比原來不變，則此時圓板的轉速相比原來應

 

（填“增大”、“減小”或“不變”）．

Answer 1

分析：（1）圓板勻速轉動時，分析圓板對皮帶的摩擦力方向，分析兩側彈簧稱讀數大小．
（2）電動機對圓板產生的力矩等于摩擦力對圓板產生的力矩，求出摩擦力，即可求出電動機對圓板產生的力矩．
（3）當半徑增大時，根據電動機對外產生的力矩變化來分析轉速的變化．

解答：解：（1）圓板勻速轉動時，圓板對左側皮帶產生向下的摩擦力，對右側皮帶產生向上的摩擦力，則左側彈簧稱讀數較大．
    （2）設電動機對圓板產生的摩擦力大小為F
          則F=

7+3

2

N=5N
         電動機對圓板產生的力矩M=Fr=1.0Nm
     （3）轉速穩定后彈簧秤讀數相比原來不變，摩擦力大小不變，圓板半徑增大，電動機工作時對圓板產生的力矩增大，由題意，圓板的轉速將減小．
故本題答案是：
（1）左
（2）1.0
（3）減小

點評：本題考查運用物理知識解決實際問題的能力，難點是第（2）問如何求出摩擦力，確定電動機對圓板產生的力矩．