Question

普通洗衣機(jī)的脫水桶以1200r/min的速度高速旋轉(zhuǎn)，為避免發(fā)生人身傷害事故，脫水機(jī)構(gòu)都裝有安全制動(dòng)系統(tǒng)．如圖所示為脫水制動(dòng)示意圖，該系統(tǒng)由脫水桶蓋板、制動(dòng)鋼絲、剎車(chē)制動(dòng)盤(pán)等組成，剎車(chē)盤(pán)與脫水筒共軸轉(zhuǎn)動(dòng)．當(dāng)脫水桶運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，如果打開(kāi)脫水桶蓋，則該系統(tǒng)便產(chǎn)生制動(dòng)作用．安全制動(dòng)系統(tǒng)的作用有兩個(gè)：一是將脫水電動(dòng)機(jī)的電源自動(dòng)切斷；二是剎車(chē)帶自動(dòng)緊壓在剎車(chē)盤(pán)上，使脫水桶迅速停止轉(zhuǎn)動(dòng)．若脫水桶的半徑為9cm，剎車(chē)盤(pán)的半徑為6cm，打開(kāi)脫水桶蓋到脫水桶停止共轉(zhuǎn)了50圈（設(shè)為均勻減速），若衣服和桶的質(zhì)量為3kg（可以認(rèn)為質(zhì)量全部分布在脫水桶桶壁上，剎車(chē)盤(pán)的質(zhì)量不計(jì)）．則：
（1）打開(kāi)脫水筒蓋的瞬間，筒壁上某點(diǎn)的線速度大小約為

11.31m/s

；
（2）剎車(chē)帶上受到的摩擦力的平均值的大小約為

10.18N

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)v=rω和ω=2πn列式求解得出筒壁上某點(diǎn)的線速度大�。�
（2）根據(jù)S=N?2πr求出剎車(chē)盤(pán)邊緣上的某點(diǎn)在這一過(guò)程中的路程，直接對(duì)減速過(guò)程運(yùn)用動(dòng)能定理列式求解．得出摩擦力的平均值．

解答：解：1）脫水桶以1200r/min的速度高速旋轉(zhuǎn)，脫水桶的半徑為9cm；
根據(jù)線速度公式v=rω和角速度公式ω=2πn聯(lián)立，得到：
v=2πrn=2π×（

1200

60

））×0.09=11.31（m/s）
（2）打開(kāi)脫水桶蓋到脫水桶停止共轉(zhuǎn)了50圈，剎車(chē)盤(pán)的半徑為6cm；
故：s=N?2πr_小=50×2π×0.06=18.85（m）
脫水后，衣服緊靠脫水桶壁，桶和衣服具有動(dòng)能，根據(jù)動(dòng)能定理得，
fs=

1

2

mv2
解得f=10.18N．
故答案為：（1）11.31m/s （2）10.18N

點(diǎn)評(píng)：本題摩擦力為變力，對(duì)于變力做功可以用微元法求功，然后運(yùn)用動(dòng)能定理求解．