问题
问答题
如图所示,细绳一端系着质量M=2kg的物体,静止在水平面,另一端通过光滑小孔吊着质量m=0.3kg的物体,M的中点与圆孔距离为0.2m,并知M和水平面的最大静摩擦力为7N,现使此平面绕中心轴转动,问角速度ω在什么范围内m会处于静止状态?g取10m/s2.

答案
对M由绳子的拉力和静摩擦力的合力提供向心力,当角速度等于零时,绳子的拉力小于M的最大静摩擦力,m能保持静止,所以加速度最小值为零.
设当ω具有最大值时,M有离开圆心趋势,水平面对M摩擦力方向指向圆心,大小是7N.
隔离M有:
T+fm=Mω12L,
又T=mg
联立得:mg-fm=Mω12L,
将m=0.3kg,fm=7N,M=2kg,L=0.2m代入解得:
ω1=5rad/s
所以ω范围是:0≤ω≤5rad/s
答:角速度ω在0≤ω≤5rad/s范围m会处于静止状态.