问题标题:
如图所示,圆盘绕轴匀速转动,在距离圆心0.8米处放一质量为0.4千克的金属块
问题描述:
如图所示,圆盘绕轴匀速转动,在距离圆心0.8米处放一质量为0.4千克的金属块
邱卫斌回答:
如图所示,圆盘绕轴匀速转动时,在距离圆心0.8m处放一质量为0.4kg的金属块,恰好能随圆盘做匀速圆周运动而不被甩出,此时圆盘的角速度为2rad/s.求:
(1)金属块的线速度和金属块的向心加速度.
(2)金属块受到的最大静摩擦力.
(3)若把金属块放在距圆心1.25m处,在角速度不变的情况下,金属块还能随圆盘做匀速圆周运动吗?并说明理由.
解析:
1)金属块的线速度为W=ωR=2×0.8m/s=1.6m/s金属块的向心加速度为:a=ω^2R=4×0.8m/s^2=3.2m/s^2(2)金属块以2rad/s的角速度转动时,需要的向心力为F向心=mω^2R=0.4×4×0.8N=1.28N金属块恰好能随圆盘做匀速圆周运动而不被甩出,说明最大静磨擦力恰好等于向心和的大小即F最大静=1.28N(3)不能.因为角速度不变,金属块距圆心的距离增大,根据F合=mω2R可知,金属块随圆盘做圆周运动需要的向心力增大,而圆盘对金属块的最大静磨擦力不变,提供的静磨擦力小于需要的向心力.所以,金属块能随圆盘做匀速圆周运动根据
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