题目内容

细绳一端系着质量M=8kg的物体静止在水平面,另一端通过光滑小孔吊着质量m=2kg的物体,M的中点与圆孔的距离r=0.2m,已知M与水平面间的动摩擦因数为0.2,现使此物体M随转台绕中心轴转动,问转台角速度ω在什么范围m会处于静止状态?(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g="10" m/s2

 

【答案】

【解析】

试题分析:当所受的摩擦力与拉力反向且最大时,角速度最小.则有:

 (2分)

  (1分)

得:rad/s (2分)

所受的摩擦力与拉力同向且最大时,角速度最大.

  (2分)

     (1分)

得:   (2分)

所以:m处于静止状态时转台角速度ω的范围为: (2分)

考点:本题考查应用牛顿定律处理临界问题的能力.

点评:当角速度最小时,由于细绳的拉力作用,M有向圆心运动趋势,静摩擦力方向和指向圆心方向相反,并且达到最大值,由最大静摩擦力与细绳拉 力的合力提供M的向心力.当角速度最大时,M有离开圆心趋势,静摩擦力方向指向圆心方向,并且达到最大值,由最大静摩擦力与细绳拉力的合力提供M的向心 力.根据牛顿第二定律求解角速度及其范围.

 

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