Question

高一一道物理题，学哥学姐们帮帮忙啊，谢谢了~

如图所示，质量为m的物块与转台之间的动摩擦因数为μ，物块与转轴相距R，物体随转台由静止开始转动，当转速逐渐增大时，求摩擦力的的方向及大小的变化。

Answer 1

当物体相对于转台静止时候，物体需要向心力，由F=mw^2R得，转速逐渐增大时，即角速度增大，因为角速度w=2πn，n表示转速；相对静止的时候，由静摩擦力提供向心力，所以静摩擦力f=Fmw^2R，所以转速越低，向心力越大，静摩擦力越大，方向指向圆心；
当物体与平台相对滑动时候，物体受到的是滑动摩擦力，方向与相对运动方向相反！滑动后，摩擦力为定值，因为f=uFN。

追问

转速越快时，静摩擦力偏向圆心吗~

再帮忙一下，谢谢~

追答

　　上面分析有问题，的确应该是偏离圆心的，在转速增加过程中，线速度增大，需要一个切向（与速度方向相同）的加速度，做圆周运动需要法向的加速度指向圆心，这两个力都是由静摩擦力提供，是静摩擦力的两个效果，上面哪位老师分析正确的！哎（对不起）！！

追问

让我再问一个问题吧，麻烦学哥了~

 

在转速加快时（物块未滑动，仍是静摩擦），它的静摩擦方向是怎么变的啊~

 

 

追答

应该是按A变化，
根据：切向（与速度方向相同）的加速度，做圆周运动需要法向的加速度，根据运动的独立性，及公式角速度w=2πn，n表示转速，可以得到：v=wr=2πnr，如果转速均匀增大，即(n2-n1)/t=K(常数），对于的线速度增大是均匀的，即静摩擦力在切线方向的产生的加速度为定值，即静摩擦力的切线分量不变（和匀加速直线运动所受合力不变是一样的），但静摩擦力在法向方向的分量产生向心力，即由向心力大小F=mw^2R知道，转速增大（不管怎样增大），向心力大小增大，静摩擦力在圆心方向的分量增大，那种的静摩擦力就如A图，向靠近圆心方向偏离（切线方向不变，法向增大）！如果上面弄明白了，那下面的情况就好理解了，1、转速增加越来越慢，这应该与上面相同，向靠近圆心方向偏离（切线方向的力减小，法向增大）；2、转速增加的越来越快，想来也应该与上面相同，向靠近圆心方向偏离（切线方向的力增大，法向增大是按平方进行，角速度是平方关系）

希望明白，你要采纳就采纳上面的哪位吧！！

Answer 2

你给的这个运动先是变速圆周运动，然后是离心运动。
当转速较小时，物体受到的是静摩擦力，这个静摩擦力的一个分力指向圆心fn,还有一个分力和线速度的方向相同，实际的摩擦力是这二个分力的合力。合力的方向和图中的方向相同（示意）
转速增加，这个静摩擦力的分力和合力都逐渐增加。
转速增加到一定程度后，mv^2/R大于μmg,物体做远离圆心的离心运动，

追问

老师我再问一下，麻烦您了~

 

在转速加快时（物块未滑动，仍受到静摩擦力），它的静摩擦方向是怎么变的~

 

Answer 3

根据物体运动趋势和圆周运动的特点进行受力分析可以得到，