Question

一水平放置的圆盘，可以绕中心O点旋转，盘上放一个质量是0.4 kg的铁块(可视为质点)，铁块与中间位置的转轴处的圆盘用轻质弹簧连接，如图所示。铁块随圆盘一起匀速转动，角速度是10 rad/s时，铁块距中心O点30 cm，这时弹簧对铁块的拉力大小为11 N，g取10 m/s²，求：

(1)圆盘对铁块的摩擦力大小；

(2)若此情况下铁块恰好不向外滑动(视最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，则铁块与圆盘间的动摩擦因数为多大？

Answer

（1）1N （2）0.25

【解析】

由题图可知，考查了牛顿第二定律在圆周运动中的应用。根据牛顿第二定律，正确地进行受力，找出匀速圆周运动的合外力，利用在匀速圆周运动中，合外力提供向心力即可求解；

（1）铁块做匀速圆周运动，弹簧的拉力和摩擦力的合力提供向心力，根据向心力公式即可求解摩擦力f；

（2）当摩擦力达到最大静摩擦力时，铁块将要滑动，根据μFN＝μmg≥f即可求解．

(1)由题意可知，铁块受到的摩擦力和弹簧弹力的合力提供其做圆周运动的向心力，即：f+F弹=mω2r

代入数据得：

（2）此情况下，物块恰好不向外滑动，此时接触面上为最大静摩擦力，则：

解得：