2018-2019学年高中物理人教版必修二 第9点 透析三种力的特点,解决水平面内匀速圆周运动的临界问题
2018-2019学年高中物理人教版必修二 第9点 透析三种力的特点,解决水平面内匀速圆周运动的临界问题第2页

(2)转速增加到2n0时,有μmg+kΔx=mrω12.

ω1=2π·2n0,r=R+Δx.整理得Δx=.

答案 (1) (2)

如图2所示,细绳一端系着静止在水平圆盘上质量M=0.5 kg的物体A,另一端通过圆盘中心的光滑小孔吊着质量m=0.3 kg的物体B,物体A与小孔距离为0.4 m(物体A可看成质点),已知A和水平圆盘的最大静摩擦力为2 N.现使圆盘绕中心轴线转动,角速度ω在什么范围内,B会处于静止状态?(g取10 m/s2)

图2

答案  rad/s≤ω≤5 rad/s

解析 设物体A和圆盘保持相对静止,当ω具有最小值时,A有向圆心O运动的趋势.所以A受到的静摩擦力方向沿半径向外.

当摩擦力等于最大静摩擦力时,对A受力分析有

F-Ff=Mω12r,

又F=mg,

ω1== rad/s

当ω具有最大值时,A有远离圆心O运动的趋势.A受到的最大静摩擦力指向圆心.对A受力分析有

F+Ff=Mω22r,

又F=mg,

解得ω2==5 rad/s,

所以ω的范围是 rad/s≤ω≤5 rad/s.