例题3-3-1 一轻绳跨过一定滑轮,滑轮视为圆盘,绳的两端分别悬有质量为 和 的物体,且 , 如图所示。设滑轮的质量为 ,半径为 ,所受的摩擦阻力矩为 。绳与滑轮之间无相对滑动。试求物体的加速度和绳的张力。
解: 按题意,滑轮具有一定的转动惯量,而且在转动中还受到阻力矩的作用,两边绳子的张力不再相等。设与物体1相连的绳中张力为 、 ( ),与物体2相连的绳中张力为 、 ( )。因 ,物体1向上运动,物体2向下运动,滑轮沿顺时针方向旋转,按牛顿运动定律和转动定律可列出下列方程:


当不计滑轮质量及摩擦阻力矩即令 、 ,有

题中的装置叫阿特伍德机,是一种可用来测量重力加速度 的简单装置。因为在已知 、 、 和 的情况下,能通过实验测出物体1和2的加速度 ,就可算出 。在实验中可使两物体的质量相近,从而使它们的加速度 和速度 都较小,这样就能较精确地测出 来。 |