图4

　　(1)当圆盘转动的角速度ω=2 rad/s时,物块与圆盘间的摩擦力大小为多大?方向如何?

　　(2)欲使物块A与盘面间不发生相对滑动,则圆盘转动的最大角速度为多大?(g取10 m/s2)　

　　解：(1)物块随圆盘一起绕轴线转动,需要向心力,而竖直方向物块受到的重力mg和支持力N不可能提供向心力,向心力只能来源于圆盘对物块的静摩擦力。

　　根据牛顿第二定律可求出物块受到的静摩擦力的大小:f=Fn=mω2r=1.6 N,方向沿半径指向圆心。

　　(2)欲使物块与盘不发生相对滑动,则做圆周运动的向心力不能大于最大静摩擦力,

　　所以:Fn'=mr≤kmg,

　　解得ωm≤ =5 rad/s。

　　规律技巧总结：

　　物体仅在摩擦力作用下做圆周运动,如果是匀速圆周运动,摩擦力完全提供向心力;方向与速度方向垂直,指向圆心;若是加速转动,摩擦力不再指向圆心,摩擦力垂直于速度方向的分力提供向心力,沿速度方向的分力使物体加速。如果做圆周运动的向心力大于最大静摩擦力,就会发生滑动,做离心运动。

考点4　 变速圆周运动

【例4】　一辆汽车在水平公路上转弯,沿曲线由M向N行驶,速度逐渐增大。图5中分别画出了汽车转弯时所受合力F的四种方向,你认为其中正确的是(　　)