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的小物体能够随圆盘一起运动,如下图。

(1)求小物体做匀速圆周运动时所受向心力的大小。

(2)关于小物体的向心力,甲、乙两人有不同意见:甲认为该向心力等于圆盘对小物体的静摩擦力,指向圆心;乙认为小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。你的意见是什么?说明理由。

答案:
解析:

解析:(1)根据牛顿第二定律:

(2)静摩擦力的方向是与物体相对接触面运动趋势的方向相反,设想一下,如果在运动过程中,转盘突然变得光滑了,物体将沿轨迹在该点的切线方向滑动,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,小球将沿轨迹在该点的切线方向飞出,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。

答案:0.16 N;甲的意见是正确的,理由见解析


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