Question

在機械制造中有一個給大飛輪定重心的工序，該工序的目的是使飛輪的重心發生微小的位移，以使它準確位于軸心上，如圖所示，一個質量M=80kg、半徑R=0.6m的金屬大飛輪可在豎直平面內繞軸心（圖中兩條點畫線的交點）自由轉動，用力推動一下大飛輪，飛輪轉動若干周后停止，多次試驗，發現飛輪邊緣上的標記F總是停在圖示位置。
（1）根據以上情況，可以初步確定飛輪重心P可能在圖中

[     ]

A．軸心正下方的某一位置
B．軸心左側的某一位置
C．軸心右側的某一位置

（2）工人在飛輪邊緣上的某點E處，焊接上質量m=0.4kg的金屬塊后，再用力推動飛輪，當觀察到__________________________時，說明飛輪的重心已調整到軸心上了。
（3）請在圖中標出E的位置。
（4）試求調整前飛輪的重心P到軸心的距離l。（提示：利用杠桿平衡條件）

Answer 1

（1）A
（2）每次推動飛輪后，飛輪邊緣上的標記F可以停在任意位置
（3）E點位置如圖甲所示．
（4）考慮到調整后，E點可以停在任意位置，那么當飛輪的重心P和焊接點E轉動到同一水平線上時（如圖乙所示），根據杠桿平衡條件得Mgl=mgR，解得l=mR/M =0.4kg×0.6m/（80kg） =3×10^-3m=3mm。