一個圓盤在水平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動,角速度是4 rad/s.盤面上距圓盤中心0.10 m的位置有一個質(zhì)量為0.10 kg的小物體能夠隨圓盤一起運(yùn)動,如圖6-7-12所示.

6-7-12

(1)求物體做勻速運(yùn)動時(shí)所受向心力的大小.

(2)關(guān)于物體的向心力,甲、乙兩人有不同意見:

甲認(rèn)為該向心力等于圓盤對物體的靜摩擦力,指向圓心;乙認(rèn)為物體有向前運(yùn)動的趨勢,靜摩擦力方向和相對運(yùn)動趨勢方向相反,即向后,而不是和運(yùn)動方向垂直,因此向心力不可能是靜摩擦力.你的意見是什么?說明理由.

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)甲的觀點(diǎn)是正確的,乙的觀點(diǎn)是錯誤的.由于物體隨圓盤在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動,物體需要外力提供向心力.首先我們對物體進(jìn)行受力分析.顯然物體受到豎直方向的重力G和圓盤對它的支持力N,這兩個力是一對平衡力;由于物體在做圓周運(yùn)動的切線方向上與圓盤沒有相對運(yùn)動的趨勢,因此在切線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)動的趨勢,所以物體受到圓盤的靜摩擦力F,方向指向圓心,正是靜摩擦力提供了物體做圓周運(yùn)動的向心力.如圖所示.


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科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解