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下图所示,在绕竖直轴匀速转动的水平圆盘盘面上,离轴心r=20 cm处放置一小物块A,其质量m=2 kg,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=10 m/s2)

答案:
解析:

  (1)转动一圈需要的时间即是指周期,由T=3.14 S (3分)

  由=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=mω2r①(4分)

  又f≤fm=0.5G②(2分)

  联立①②式解得,圆盘转动的最大角速度为:(2分)


练习册系列答案
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