Question

如图所示，水平转盘可绕竖直中心轴转动，盘上叠放着质量均为1kg的A、B两个物块，B物块用长为0.25m的细线与固定在转盘中心处的力传感器相连，两个物块和传感器的大小均可不计。细线能承受的最大拉力为8N，A、B间的动摩擦因数为0.4，B与转盘间的动摩擦因数为0.1，且可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力。转盘静止时，细线刚好伸直，传感器的读数为零。当转盘以不同的角速度匀速转动时，传感器上就会显示相应的读数F（g=10m/s²）。

（1）当B与地面之间的静摩擦力达到最大值时，求F的大小和转盘的角速度；

（2）当A与B恰好分离时，求F的大小和转盘的角速度；

（3）试通过计算在坐标系中作出图象。

Answer

（1）；

（2），；

（3）如图所示：

【解析】

试题分析：（1）当物体与将发生滑动时的角速度

对A、B物体：

（2）当物体所受的摩擦力大于最大静摩擦力时，将要脱离物体，此时的角速度由

得，

则

此时绳子的张力为，故绳子末断

故。

（3）接下来随角速度的增大，脱离物体，只有物体作匀速圆周运动，当物体与盘有摩擦力时的角速度为，则，

则当角速度为，，即绳子产生了拉力，

则，；

考点：向心力、牛顿第二定律

【名师点睛】解决本题的关键正确地确定研究对象，搞清向心力的来源，结合临界条件，通过牛顿第二定律进行求解。