Question

如圖所示，一個質量為m的小物塊A隨圓筒一起做勻速圓周運動，小物塊A距圓筒轉軸MN的距離為r．已知圓筒勻速轉動的角速度為ω
（1）畫出小物塊A此時的受力示意圖；
（2）小物塊A與圓筒壁間的靜摩擦力是多大？
（3）圓筒壁對小物塊A的彈力是多大？

Answer 1

分析：（1）小物體繞圓筒轉軸MN做勻速圓周運動，合力提供向心力，物體受重力、彈力和靜摩擦力．畫出受力示意圖．
（2）物塊豎直方向上沒有加速度，受力平衡，根據平衡條件求解靜摩擦力大�。�
（3）彈力指向圓心的力提供向心力，根據向心力公式F=mrω²和牛頓第二定律進行分析．

解答：解：
（1）物體受到重力、彈力和靜摩擦力．畫出受力示意圖如圖所示．
（2）在豎直方向上，物體沒有加速度，則靜摩擦力與重力二力平衡，則得：f=mg．
（3）物體做勻速圓周運動，彈力提供向心力，由向心力公式F=mrω²知，則
N=F=mω²r
答：（1）畫出小物塊A此時的受力示意圖見上．
（2）小物塊A與圓筒壁間的靜摩擦力是mg．
（3）圓筒壁對小物塊A的彈力是mω²r．

點評：對于勻速圓周運動，合力總是指向圓心，因而又叫向心力，通過分析受力，確定向心力的來源是解題的關鍵．