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一個(gè)圓盤(pán)在水平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動(dòng),角速度是4 rad/s.盤(pán)面上距圓盤(pán)中心0.10 m的位置有一個(gè)質(zhì)量為0.10 kg的小物體能夠隨圓盤(pán)一起運(yùn)動(dòng),如圖所示.

(1)求物體做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)所受向心力的大。

(2)關(guān)于物體的向心力,甲、乙兩人有不同意見(jiàn):

甲認(rèn)為該向心力等于圓盤(pán)對(duì)物體的靜摩擦力,指向圓心;乙認(rèn)為物體有向前運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì),靜摩擦力方向和相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反,即向后,而不是和運(yùn)動(dòng)方向垂直,因此向心力不可能是靜摩擦力.你的意見(jiàn)是什么?說(shuō)明理由.

答案:
解析:

  (1)由向心力的計(jì)算公式:F=mω2r=0.10×42×0.10 N=0.16 N.

  (2)甲的觀(guān)點(diǎn)是正確的,乙的觀(guān)點(diǎn)是錯(cuò)誤的.由于物體隨圓盤(pán)在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),物體需要外力提供向心力.首先我們對(duì)物體進(jìn)行受力分析.顯然物體受到豎直方向的重力G和圓盤(pán)對(duì)它的支持力N,這兩個(gè)力是一對(duì)平衡力;由于物體在做圓周運(yùn)動(dòng)的切線(xiàn)方向上與圓盤(pán)沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì),因此在切線(xiàn)方向上不受靜摩擦力的作用;但是物體沿半徑方向上有離心運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì),所以物體受到圓盤(pán)的靜摩擦力F,方向指向圓心,正是靜摩擦力提供了物體做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力.如圖所示.


練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:閱讀理解