Question

如图所示，一圆盘可以绕其竖直轴在水平面内运动，圆柱半径为R，甲、乙两物体的质量分别为M和m（M＞m），

如图所示，一圆盘可以绕其竖直轴在水平面内运动，圆柱半径为R，甲、乙两物体的质量分别为M和m（M＞m），它们与圆盘之间的最大静摩擦力均为正压力的μ倍，两物体用长为L的轻绳连在一起，L＜R．若将甲物体放在转轴位置上，甲、乙连线正好沿半径方向拉直．问：（1）当轻绳恰好产生力的瞬间，此时圆盘旋转的角速度为多大？（2）要使两物体与圆盘不发生相对滑动，则圆盘旋转的角速度最大不得超过（两物体看作质点）

Answer 1

轻绳恰好产生力的瞬间，绳子的弹力等于0，乙物体达到最大静摩擦力，此时对乙物体有：
最大静摩擦力提供向心力
mω²L=μmg
解得：ω=

μg L

当绳子的拉力等于A的最大静摩擦力时，角速度达到最大且不发生相对滑动，
有T+μmg=mLω²，T=μMg．
所以ω=

μ(M+m)g mL

答：（1）当轻绳恰好产生力的瞬间，此时圆盘旋转的角速度为

μg L

；
（2）要使两物体与圆盘不发生相对滑动，则圆盘旋转的角速度最大不得超过

μ(M+m)g mL

（两物体看作质点）．