Question

6．如圖是離心實驗原理圖，可以用此實驗研究過荷對人體的影響，測量人體的抗荷能力．離心試驗器轉(zhuǎn)動時，被測者做勻速圓周運動．現(xiàn)觀測到圖中的直線AB（線AB與艙底垂直）與豎直方向成30°角，則被測者對座位的壓力是他所受重力的多少倍？若被測者做圓周運動的半徑R=2m，求此時轉(zhuǎn)動的角速度的平方為多少？（g=10N/kg）

Answer 1

分析 （1）被測驗者做勻速圓周運動，合外力提供向心力，對被測驗者進(jìn)行受力分析，根據(jù)豎直方向合外力為零列式即可求解．
（2）根據(jù)向心力公式即可求解角速度的平方．

解答 解：被測驗者做勻速圓周運動，合外力提供向心力，被測驗者受到重力和座椅支持力，豎直方向合力為零，則有：
Ncos30°=mg
Nsin30°=ma
解得：$a=\frac{1}{2}g$，$\frac{N}{mg}=\frac{2\sqrt{3}}{3}$
根據(jù)向心力公式得：
a=ω²R
解得：ω²=$\frac{a}{R}=\frac{5}{2}=2.5（rad/s）^{2}$
答：被測者對座位的壓力是他所受重力的$\frac{2\sqrt{3}}{3}$倍，若被測者做圓周運動的半徑R=2m，則此時轉(zhuǎn)動的角速度的平方為2.5（rad/s）²．

點評 本題要要求同學(xué)們知道被測驗者做勻速圓周運動，合外力提供向心力，而向心力方向是水平的，所以豎直方向合力為零，難度不大，屬于基礎(chǔ)題