Question

如圖所示，在繞豎直軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的水平圓盤(pán)盤(pán)面上，離軸心r = 20cm處放置一小物塊A，其質(zhì)量m = 2kg，試求：
（1）當(dāng)圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω = 2rad/s，轉(zhuǎn)動(dòng)一圈需要的時(shí)間是多少？物塊A的速度是多少？
（2）A與盤(pán)面間的靜摩擦力的最大值為其重力的0．5倍，若使A與盤(pán)面間不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，則圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的最大角速度是多大? （取g = 10m/s²）

Answer 1

（1）3.14S  0.4 m/s（2）

本題考查圓周運(yùn)動(dòng)向心力的來(lái)源和公式，F(xiàn)="m" ω²r的應(yīng)用
(1)轉(zhuǎn)動(dòng)一圈需要的時(shí)間即是指周期，由T==3.14S  （3分）
由="0.4" m/s  （3分）
(2)物塊A作圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由圓盤(pán)與物塊A之間靜摩擦力提供。隨角速度的增加，需要的向心力增大，靜摩擦力隨著一直增大到最大值為止。由牛頓第二定律得：
f="m" ω²r         ①  （4分）
又   f≤f_m = _0。5G ② （2分）
聯(lián)立①②式解得，圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的最大角速度為：（2分）