如图所示,在匀速转动的圆盘上,沿半径方向放置以细线相连的质量均为m的A、B两个小物块.A离轴心r1=20cm

2025-04-29 05:32:57
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回答1:

解:(1)当B所需向心力 FB≤Ffmax 时,细线上的张力为0,即:mω2r2≤kmg,
解得:ω≤

kg
r2
=
0.4×10
0.3
=
40
3
 rad/s≈3.7 rad/s.
即当ω≤3.7 rad/s时,细线上不会有张力.
(2)当A、B所受静摩擦力均达到最大静摩擦力时,圆盘的角速度达到最大值ωm,超过ωm时,A、B将相对圆盘滑动.设细线中的张力为FT
根据牛顿第二定律得:
对A:kmg-FT=mωm2r1
对B:kmg+FT=mωm2r2
得ωm=
2kg
r1+r2
=
2×0.4×10
0.2+0.3
=4.0 rad/s.
(3)烧断细线时,A做圆周运动所需向心力FA=mωm2r1=3.2m=0.32mg,又最大静摩擦力为0.4mg,则A随盘一起转动.
B此时所需向心力FB=mωm2r2=0.48mg,大于它的最大静摩擦力0.4mg,因此B将做离心运动.
答:(1)若细线上没有张力,圆盘转动的角速度ω应满足的条件是ω≤3.7 rad/s. 
(2)欲使A、B与圆盘面间不发生相对滑动,则圆盘转动的最大角速度为4.0 rad/s. 
(3)A随圆盘一起转动,B做离心运动.