Question

【題目】一水平放置的圓盤，可以繞中心O點旋轉，盤上放一個質量是0.4 kg的鐵塊(可視為質點)，鐵塊與中間位置的轉軸處的圓盤用輕質彈簧連接，如圖所示。鐵塊隨圓盤一起勻速轉動，角速度是10 rad/s時，鐵塊距中心O點30 cm，這時彈簧對鐵塊的拉力大小為11 N，g取10 m/s2，求：

(1)圓盤對鐵塊的摩擦力大��；

(2)若此情況下鐵塊恰好不向外滑動(視最大靜摩擦力等于滑動摩擦力)，則鐵塊與圓盤間的動摩擦因數(shù)為多大？

Answer 1

【答案】（1）1N （2）0.25

【解析】

由題圖可知，考查了牛頓第二定律在圓周運動中的應用。根據(jù)牛頓第二定律，正確地進行受力，找出勻速圓周運動的合外力，利用在勻速圓周運動中，合外力提供向心力即可求解；

（1）鐵塊做勻速圓周運動，彈簧的拉力和摩擦力的合力提供向心力，根據(jù)向心力公式即可求解摩擦力f；

（2）當摩擦力達到最大靜摩擦力時，鐵塊將要滑動，根據(jù)μFN＝μmg≥f即可求解．

(1)由題意可知，鐵塊受到的摩擦力和彈簧彈力的合力提供其做圓周運動的向心力，即：f+F彈=mω2r

代入數(shù)據(jù)得：

（2）此情況下，物塊恰好不向外滑動，此時接觸面上為最大靜摩擦力，則：

解得：