Question

水平转台离转轴0.2m处放一质量为100g的木块，转台以ω＝π/ 2 s^-1转动。
①若转台匀速转动，求它转半周时间内摩擦力的冲量大小。
②若转半周后，转台的角速度变为ω’＝3π/ 2 s^-1。求这段时间内摩擦力所做的功。

Answer 1

0.063N·s；0.039J

①木块放在水平转台上，竖直方向受力是平衡的，水平方向只受摩擦力作用，因此它的动量的变化完全是摩擦力冲量作用的结果。匀速转半周的过程中，速度大小不变，但方向变为相反，动量的变化是初动量的2倍。
所以　　　　　　I=Δp=2mωr=2×0.1×0.2×π/ 2 =0.02πN·s=0.063N·s。
②加速转动过程中，木块所受的静摩擦力的方向不再指向圆心，而是有一个沿切线方向的分量，正是它对木块做正功，使木块的动能增加，根据动能定理即可求摩擦力做的功。
W=ΔE_k=0.004π²J=0.039J。