问题 计算题

如图所示,细绳一端系着质量M=0.6kg的物体A,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B,M的中点与圆孔距离为l=0.2m,并知M和水平面的最大静摩擦力为fm=2N,现使此水平面绕过光滑圆孔的中心轴线转动,问水平面转动的角速度w在什么范围内可使m处于静止状态?(g取10m/s2)

答案

2.9rad/s≤ω≤6.5rad/s 

设绳子的拉力为T,转盘对M的最大静摩擦力为f

当m处于静止状态时  T=mg                        ①         (2分)

当摩擦力沿半径向外达到最大时:        ②         (3分)

可得   ω1= rad/s =2.9rad/s               ③         (2分)

当摩擦力沿半径向内达到最大时:   ④         (3分)

可得   ω2==6.5rad/s    -       ⑤         (2分)

平面转动时欲使m处于静止状态,角速度w的取值范围应该是:                                ⑥         (2分)

即2.9rad/s≤ω≤6.5rad/s                  

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