问题 问答题

如图6—8—30所示,水平转盘的中心有个竖直小圆筒,质量为m的物体A放在转盘上,A到竖直筒中心的距离为r,物体A通过轻绳、无摩擦的滑轮与物体B相连,B与A质量相同,物体A与盘间的最大静摩擦力是压力的μ倍,则转盘转动的角速度在什么范围内,物体A才能随盘转动?

答案

≤ω≤

由于A在圆盘上随盘做匀速圆周运动,所以它所受的合外力必然指向圆心,而其中重力、支持力平衡,绳的拉力指向圆心,所以A所受的摩擦力的方向一定沿着半径指向圆心或背离圆心。

当A将要沿盘向外滑时,A所受的最大静摩擦力指向圆心,A的向心力为绳的拉力与最大静摩擦力的合力。即F+Fm=" m" rω12  ① 由于B静止,故F="mg" ,  ②由于最大静摩擦力是压力的μ倍,即Fm=μFN =μmg ③由①②③解得ω1=;当A将要沿盘向圆心滑时,A所受的最大静摩擦力沿半径向外,这时向心力为:F-Fm= mω22r ④,由②③④得ω2=  要使A随盘一起转动,其角速度ω应满足≤ω≤

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