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如图所示,水平转盘可绕竖直中心轴转动,盘上放着质量为1kg的B物块,B物块用长为0.25m的细线与固定在转盘中心处的力传感器相连,物块和传感器的大小均可不计.细线能承受的最大拉力为8N.B与转盘间的最大静摩擦力为4N.转盘静止时,细线刚好伸直,传感器的读数为零.当转盘以不同的角速度匀速转动时,求:(g取10m/s2
(1)当转盘角速度为2rad/s时,B物块所需向心力是多大.
(2)当转盘角速度为多大时,传感器的读数开始不为零.
(3)若要细线不断,转盘角速度不能超过多大.

【答案】分析:(1)根据向心力公式F=mω2R,即可求解;
(2)根据受力分析,可知当传感器的读数开始不为零,说明绳子刚有拉力,则向心力由最大静摩擦力提供,由向心力表达式,即可求解;
(3)当绳子的拉力与最大静摩擦力共同提供向心力,因而可求出最大角速度.
解答:解:(1)根据向心力公式F=mω2R,
代入数据,解得:F=1N;
(2)根据题意可知,最大静摩擦力提供向心力,
则由f=mω12R,
代入数据,可解得:ω1=4rad/s;
(3)要细线不断,则拉力与最大静摩擦力提供向心力,
则有转盘最大角速度,f+F=mω22R,
 代入数据,可解得:ω2= rad/s
答:(1)当转盘角速度为2rad/s时,B物块所需向心力是1N.
(2)当转盘角速度为4rad/s时,传感器的读数开始不为零.
(3)若要细线不断,转盘角速度不能超过 rad/s.
点评:考查物体做匀速圆周运动,确定向心力的来源,掌握向心力表达式.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

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(1)当转盘角速度为2rad/s时,B物块所需向心力是多大.
(2)当转盘角速度为多大时,传感器的读数开始不为零.
(3)若要细线不断,转盘角速度不能超过多大.

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示的水平转盘可绕竖直轴OO′旋转,盘上水平杆上穿着两个质量均为m的小球A和B.现将A和B分别置于距轴x和2x处,并用不可伸长的轻绳相连.已知两球与杆之间的最大静摩擦力都是fm.试分析转速ω从零逐渐增大,两球对轴保持相对静止过程中,在满足下列条件下,ω与m、x、fm的关系式.
(1)绳中刚出现张力时;
(2)A球所受的摩擦力方向改变时;
(3)两球相对轴刚要滑动时.

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精英家教网如图所示,水平转盘可绕过O点的竖直轴转动.转盘的同一半径上放有质量均为0.4kg的小物块A、B (可看成质点),A与转轴间距离为0.1m,A、B间用长0.1m的细线相连,A、B与水平转盘间最大静摩擦力均为0.54N,g取10m/s2.则当转盘转动的角速度为
 
rad/s时,细线上刚出现张力;则当转盘转动的角速度为
 
rad/s时,A物块开始滑动.

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示的水平转盘可绕竖直轴OO′旋转,盘上水平杆上穿着两个质量均为的小球AB。现将AB分别置于距轴处,并用不可伸长的轻绳相连。已知两球与杆之间的最大静摩擦力都是。试分析转速从零逐渐增大,两球对轴保持相对静止过程中,在满足下列条件下,的关系式。

  (1)绳中刚出现张力时;

(2)A球所受的摩擦力方向改变时;

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(1)绳中刚出现张力时;
(2)A球所受的摩擦力方向改变时;
(3)两球相对轴刚要滑动时。

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