心处的力传感器相连,两个物块和传感器的大小均可不计.细线能承受的最大拉力为8N. 、间的动摩擦因数为0.4,与转盘间的动摩擦因数为0.1,且可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力.转盘静止时,细线刚好伸直,传感器的读数为零.当转盘以不同的角速度匀速转动时,传感器上就会显示相应的读数.试通过计算在坐标系中作出图象(作在方格纸上).取10m/s2. Р图10Р图9Р解析:当物体与将发生滑动时的角速度为Р;Р则,;Р当物体所受的摩擦力大于最大静摩擦力时,将要脱离物体,此时的角速度由得,Р则(),Р Р Р5Р8Р6Р4Р2Р图11Р此时绳子的张力为,故绳子末断,接下来随角速度的增大,脱离物体,只有物体作匀速圆周运动,当物体与盘有摩擦力时的角速度为,则,Р则当角速度为,,即绳子产生了拉力,Р则,;Р作出图象如图11所示:Р三、向心力由某个力的分力来提供РaРθР图12РOРGРTР例4、如图12所示,升降机内悬挂一圆锥摆,摆线为1米,小球质量为0.5kg,当升降机以2m/s2加速度匀加速上升时,摆线恰与竖直方向成θ=370角,试求小球的转速和摆线的拉力?Р解析:对小球而言,受到两个力的作用——重力G和沿绳子方向上的拉力T,在沿半径的方向上只有拉力的分力,因此,小球做圆周运动的向心力由拉力在水平方向上的分力提供。Р水平方向,;Р竖直方向得;Р总结:向心力是效果力,若物体做匀速圆周运动,其向心力必然是物体所受的合外力,它始终沿着半径方向指向圆心,并且大小恒定。若物体做变速圆周运动,其向心力则为物体所受的合外力在半径方向上的分力,而合外力在切线方向的分力则用于改变线速度的大小。因此寻找物体向心力的来源,只要确定物体做圆周运动的轨道平面、圆心、以及半径,然后对物体进行正确的受力分析,并将物体所受到的力沿半径方向和垂直于半径方向进行正交分解,那么物体做圆周运动的向心力即由沿半径指向圆心的合力提供。
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