如图所示,一圆盘可以绕其竖直轴在水平面内运动,圆盘半径为R,*、乙两物体的质量分别为M和m(M>m),它们与圆...
问题详情:
如图所示,一圆盘可以绕其竖直轴在水平面内运动,圆盘半径为R,*、乙两物体的质量分别为M和m(M>m),它们与圆盘之间的最大静摩擦力均为正压力的μ倍,两物体用长为L的轻绳连在一起,L<R.若将*物体放在转轴位置上,*、乙连线正好沿半径方向拉直,开始时转盘角速度为零且连线无张且*、乙物体均可视为质点.现缓慢增大转盘的角速度ω,试求:
(1)当圆盘旋转的角速度为多大时,连接*、乙两物体的细线开始有张力;
(2)当圆盘旋转的角速度为多大时,*、乙两物体将开始相对圆盘发生滑动.
【回答】
(1)轻绳恰好产生张力的瞬间,绳子的*力等于0,此时乙物体恰好达到最大静摩擦力.
对乙物体,最大静摩擦力提供向心力,根据牛顿第二定律有:
mω2L=μmg
解得:ω=
(2)当绳子的张力等于A的最大静摩擦力时,角速度达到最大且不发生相对滑动,
有T+μmg=mLω′2,T=μMg.
所以ω′=
答:(1)当圆盘旋转的角速度为时,连接*、乙两物体的细线开始有张力;
(2)当圆盘旋转的角速度为时,*、乙两物体将开始相对圆盘发生滑动.
知识点:生活中的圆周运动
题型:计算题