题目内容
一个圆盘在水平面内匀速转动,角速度是4rad/s.盘面上距圆盘中心0.10m的位置有一个质量为0.10kg的小物体通名随圆盘一起运动,如图.
(1)求物体做匀速圆周运动时所受向心力的大小.
(2)关于物体的向心力,甲、乙两人有不同竟见:甲认为该向心力等于圆盘对物体的静摩擦力,指向圆心;乙认为物体有向前运动的趋势,静摩擦力方向和相对运动趋势方向相反,即向后,而不是和运动方向垂直,因此向心力不可能是静摩擦力.你的竟见是什么?说明理由.
解析:
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求盘上小物体随盘做匀速圆周运动的向心力 解: (1)根据牛顿第二定律得:
(2)甲的意见是正确的. 摩擦力的方向是物体相对接触面运动的趋势方向相反.设想一下,如果在运动过程中,转盘突然变得光滑了,物体将沿轨迹切线方向滑动.这就如同在光滑的水平面上,一根细绳一端固定在竖直立柱上,一端系一小球,让小球做匀速圆周运动,突然剪断细绳一样,小球将沿轨迹切线方向飞出.这说明物体在随转盘匀速转动的过程中,相对转盘有沿半径向外的运动趋势. 本题的目的是让学生综合支用做匀速圆周运动的物体的受力和运动之间的关系. |
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一个有一定厚度的圆盘,可以绕通过中心垂直于盘面的水平轴转动,用下面的方法测量它匀速转动时的角速度。
实验器材:电磁打点计时器、米尺、纸带、复写纸片。
实验步骤:
(1)如图1所示,将电磁打点计时器固定在桌面上,将纸带的一端穿过打点计时器的限位孔后,固定在待测圆盘的侧面上,使得圆盘转动时,纸带可以卷在圆盘侧面上。
(2)启动控制装置使圆盘转动,同时接通电源,打点计时器开始打点。
(3)经过一段时间,停止转动和打点,取下纸带,进行测量。
① 由已知量和测得量表示的角速度的表达式为ω= 。式中各量的意义是:
.
② 某次实验测得圆盘半径r=5.50×10-2m,得到纸带的一段如图2所示,求得角速度为 。
(1) (2)6.8/s。 |