Question

一圆盘可以绕其竖直轴在水平面内转动，圆盘半径为R，甲、乙两物体的质量分别为M与m（M＞m），它们与圆盘之

Answer 1

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）
考点：牛顿第二定律；向心力．
专题：牛顿第二定律在圆周运动中的应用．
分析：（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，最大静摩擦力提供向心力，根据向心力公式即可求得角速度；
（2）当角速度从0开始增大，B所受的静摩擦力开始增大，当B达到最大静摩擦力，角速度继续增大，此时B靠拉力和静摩擦力的合力提供向心力，角速度越大，拉力越大，当拉力和A的最大静摩擦力相等时，角速度达到最大值，根据向心力公式即可求得最大角速度；
解答：解：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
mω^2L=μmg
解得：ω=(μg/L)^1/2
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=mLω^，T=μMg
所以ω=[μ(M+m)g/mL]^1/2
http://www.jyeoo.com/physics2/ques/detail/96bedcb0-2fb7-44b0-aad1-72f8dc175e64