Question

【题目】如图所示，细绳一端系着质量为M=1.0kg的物体,静止在水平板上，另一端通过光滑小孔吊着质量m=0.3kg的物体，M的中点与圆孔距离为L=0.2m，并知M与水平面的最大静摩擦力为2N，现使此平面绕中心轴线以角速度ω转动，为使m处于静止状态。角速度ω应取何值?

Answer 1

【答案】rad/s≤ω≤5rad/s

【解析】

设此平面角速度ω的最小值为ω1，此时M所受的静摩擦力达到最大，方向沿半径向外，则由牛顿第二定律得T-fmax=Mω12L，
又T=mg
联立得 mg-fmax=Mω12L，
将m=0.3kg，fmax=2N，M=1kg，L=0.2m代入解得ω1=rad/s
设此平面角速度ω的最大值为ω2，此时M所受的静摩擦力达到最大，方向沿半径向里，则由牛顿第二定律得T+fmax=Mω22L，
又T=mg
代入解得ω2=5rad/s
故为使m处于静止状态，角速度ω的何值范围为：rad/s≤ω≤5rad/s．