如圖4-2-10所示，細(xì)繩一端系著質(zhì)量為M=0.6kg的物體，靜止在水平面上，另一端通過光滑小孔吊著質(zhì)量m=0.3kg的物體.M的中點(diǎn)與圓孔距離為0.2m，并知M和水平面的最大靜摩擦力是2N.現(xiàn)使此平面繞中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)，問角速度ω在什么范圍內(nèi)m處于靜止?fàn)顟B(tài)？（取g=10m/s2）

圖4-2-10

解析：題中，M繞圓孔做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由重物m的拉力與水平面的靜摩擦力共同提供.當(dāng)角速度很大時(shí)，向心力由靜摩擦力與拉力之和提供；當(dāng)角速度很小時(shí)，向心力由兩力之差提供.兩力的合力有最大值與最小值，決定了角速度的變化范圍，由此切入，依據(jù)牛頓第二定律與圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)求解.

設(shè)物體M和水平面保持相對(duì)靜止，當(dāng)ω具有最小值時(shí)，M有向著圓心O運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，故水平面對(duì)M的摩擦力方向背向圓心，且等于最大靜摩擦力f合m=2N

對(duì)于M：F合T-f合m=Mrω12

則ω1=rad/s=2.9rad/s

當(dāng)ω具有最大值時(shí)，M有離開圓心O的趨勢(shì)，水平面對(duì)M摩擦力的方向指向圓心，f合m=2N.對(duì)M有F合T+f合m=Mrω22

則ω2=rad/s=6.5rad/s

故ω的范圍是2.9rad/s≤ω≤6.5rad/s.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖4-2-10所示，處在水平面上的物體在右上方的傾斜拉力F2的作用下而處于靜止.則物體所受到的靜摩擦力F1與拉力F2的合力方向必

A.斜向右上方                                                               B.豎直向上

C.斜向左上方                                                               D.無法確定

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖4-2-10所示，一塊長直木板上放一鐵塊，從水平位置開始緩慢地抬起長木板的一端，另一端不動(dòng)，關(guān)于鐵塊受摩擦力的敘述，以下說法正確的是（    ）

 圖4-2-10

A.鐵塊未動(dòng)前，摩擦力隨抬起角度的增大而減小

B.鐵塊未動(dòng)前，摩擦力隨抬起角度的增大而增大

C.鐵塊運(yùn)動(dòng)后，摩擦力隨抬起角度的增大而不變

D.鐵塊運(yùn)動(dòng)后，摩擦力隨抬起角度的增大而增大

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖4-2-10所示的電路為歐姆表原理圖,電池的電動(dòng)勢(shì)E=1.5 V,G為電流表,滿偏電流為200 μA.當(dāng)調(diào)好零后,在兩表筆間接一被測(cè)電阻Rx時(shí),電流表G的指針示數(shù)為50 μA,那么Rx的值是(    )

圖4-2-10

A.7.5 kΩ            B.22.5 kΩ             C.15 kΩ             D.30 kΩ

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖4-2-10所示，是雙人花樣滑冰運(yùn)動(dòng)中男運(yùn)動(dòng)員拉著女運(yùn)動(dòng)員做圓錐擺運(yùn)動(dòng)的精彩場(chǎng)面.若女運(yùn)動(dòng)員做圓錐擺運(yùn)動(dòng)時(shí)和豎直方向的夾角為θ，女運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量為m，轉(zhuǎn)動(dòng)過程中女運(yùn)動(dòng)員的重心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r，求這時(shí)男運(yùn)動(dòng)員對(duì)女運(yùn)動(dòng)員的拉力大小及兩人轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度.

圖4-2-10

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