Question

一個(gè)圓盤在水平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度是4 rad/s．盤面上距圓盤中心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．

Answer 1

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)甲的觀點(diǎn)是正確的，乙的觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的．由于物體隨圓盤在水平面內(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)的切線方向上與圓盤沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，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(dòng)的趨勢(shì)，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(dòng)的向心力．如圖所示．