Question

【題目】如圖所示，水平轉盤上放有質量為m的物塊，當物塊到轉軸的距離為r時，連接物塊和轉軸的繩剛好被拉直（繩上張力為零）．物塊和轉盤間最大靜摩擦力是其正壓力的μ倍．求：

（1）當轉盤的角速度ω1= 時，細繩的拉力F1；
（2）當轉盤的角速度ω2= 時，細繩的拉力F2 ．

Answer 1

【答案】
（1）解：設角速度為ω0時，物塊所受靜摩擦力為最大靜摩擦力，有：

解得： ，

由于ω1= ＜ω0，繩子未被拉緊，

此時靜摩擦力未達到最大值，F1=0．

答：當轉盤的角速度ω1= 時，細繩的拉力為0；

（2）解：由于 ，故繩被拉緊，根據牛頓第二定律得：

F2+μmg=mrω22

解得：F2= ．

答：當轉盤的角速度ω2= 時，細繩的拉力為

【解析】根據牛頓第二定律求出張力恰好為零時轉盤的角速度，判斷繩子有無張力，然后根據合力提供向心力，求出細繩的拉力．
【考點精析】利用向心力對題目進行判斷即可得到答案，需要熟知向心力總是指向圓心，產生向心加速度，向心力只改變線速度的方向，不改變速度的大小；向心力是根據力的效果命名的.在分析做圓周運動的質點受力情況時，千萬不可在物體受力之外再添加一個向心力．