Question

一个圆盘在水平面内匀速转动，角速度是4 rad/s．盘面上距圆盘中心0.10 m的位置有一个质量为0.10 kg的小物体能够随圆盘一起运动，如图所示．

(1)求物体做匀速运动时所受向心力的大小．

(2)关于物体的向心力，甲、乙两人有不同意见：

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．你的意见是什么？说明理由．

Answer 1

答案：
解析：

(1)由向心力的计算公式：F＝mω2r＝0.10×42×0.10 N＝0.16 N． 　　(2)甲的观点是正确的，乙的观点是错误的．由于物体随圆盘在水平面内做匀速圆周运动，物体需要外力提供向心力．首先我们对物体进行受力分析．显然物体受到竖直方向的重力G和圆盘对它的支持力N，这两个力是一对平衡力；由于物体在做圆周运动的切线方向上与圆盘没有相对运动的趋势，因此在切线方向上不受静摩擦力的作用；但是物体沿半径方向上有离心运动的趋势，所以物体受到圆盘的静摩擦力F，方向指向圆心，正是静摩擦力提供了物体做圆周运动的向心力．如图所示．