问题 计算题

如图所示,在绕竖直轴匀速转动的水平圆盘盘面上,离轴心r = 20cm处放置一小物块A,其质量m = 2kg,试求:

(1)当圆盘转动的角速度ω = 2rad/s,转动一圈需要的时间是多少?物块A的速度是多少?

(2)A与盘面间的静摩擦力的最大值为其重力的0.5倍,若使A与盘面间不发生相对滑动,则圆盘转动的最大角速度是多大? (取g = 10m/s2

答案

(1)3.14S  0.4 m/s(2)

本题考查圆周运动向心力的来源和公式,F="m" ω2r的应用

(1)转动一圈需要的时间即是指周期,由T==3.14S  (3分)

="0.4" m/s  (3分)

(2)物块A作圆周运动的向心力由圆盘与物块A之间静摩擦力提供。随角速度的增加,需要的向心力增大,静摩擦力随着一直增大到最大值为止。由牛顿第二定律得:

f="m" ω2r         ①  (4分)

又   f≤fm = 05G ② (2分)

联立①②式解得,圆盘转动的最大角速度为:(2分)

选择题
单项选择题