Question

水平轉(zhuǎn)臺(tái)離轉(zhuǎn)軸0.2m處放一質(zhì)量為100g的木塊，轉(zhuǎn)臺(tái)以ω＝π/ 2 s^-1轉(zhuǎn)動(dòng)。
①若轉(zhuǎn)臺(tái)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，求它轉(zhuǎn)半周時(shí)間內(nèi)摩擦力的沖量大小。
②若轉(zhuǎn)半周后，轉(zhuǎn)臺(tái)的角速度變?yōu)?i>ω’＝3π/ 2 s^-1。求這段時(shí)間內(nèi)摩擦力所做的功。

Answer 1

0.063N·s；0.039J

①木塊放在水平轉(zhuǎn)臺(tái)上，豎直方向受力是平衡的，水平方向只受摩擦力作用，因此它的動(dòng)量的變化完全是摩擦力沖量作用的結(jié)果。勻速轉(zhuǎn)半周的過(guò)程中，速度大小不變，但方向變?yōu)橄喾矗瑒?dòng)量的變化是初動(dòng)量的2倍。
所以　　　　　　I=Δp=2mωr=2×0.1×0.2×π/ 2 =0.02πN·s=0.063N·s。
②加速轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，木塊所受的靜摩擦力的方向不再指向圓心，而是有一個(gè)沿切線方向的分量，正是它對(duì)木塊做正功，使木塊的動(dòng)能增加，根據(jù)動(dòng)能定理即可求摩擦力做的功。
W=ΔE_k=0.004π²J=0.039J。