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如图所示,圆盘绕轴匀速转动时,在距离圆心0.8m处放一质量为0.4kg的金属块,恰好能随圆盘做匀速圆周运动而不被甩出,此时圆盘的角速度为2rad/s.求:(1)金属块的线速度和金属

网友投稿  2022-09-29 00:00:00  互联网

◎ 题目

如图所示,圆盘绕轴匀速转动时,在距离圆心0.8m处放一质量为0.4kg的金属块,恰好能随圆盘做匀速圆周运动而不被甩出,此时圆盘的角速度为2rad/s.求:
(1)金属块的线速度和金属块的向心加速度.
(2)金属块受到的最大静摩擦力.
(3)若把金属块放在距圆心1.25m处,在角速度不变的情况下,金属块还能随圆盘做匀速圆周运动吗?并说明理由.
魔方格

◎ 答案

(1)根据线速度与角速度的关系得:
v=ωr=1.6m/s
根据a=ω2r
解得a=3.2m/s2
(2)金属块随圆盘恰好能做匀速圆周运动,由最大静摩擦力提供向心力,则有:
解得:
F=fmax=mω2r
fmax=(0.4×22×0.8)N
fmax=1.28N

(3)因为角速度不变,金属块距圆心的距离越大,根据F合=mω2可知,金属块随圆盘做圆周运动需要的向心力越大,而圆盘对金属块的最大静摩擦力不变,提供的静摩擦力小于需要的向心力,所以金属块能随圆盘做匀速圆周运动.
答:(1)金属块的线速度为1.6m/s,金属块的向心加速度为3.2m/s2
(2)金属块受到的最大静摩擦力为1.28N.
(3)在角速度不变的情况下,金属块不能随圆盘做匀速圆周运动.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,圆盘绕轴匀速转动时,在距离圆心0.8m处放一质量为0.4kg的金属块,恰好能随圆盘做匀速圆周运动而不被甩出,此时圆盘的角速度为2rad/s.求:(1)金属块的线速度和金属…”主要考查了你对  【向心力】,【牛顿第二定律】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。



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