1.向心力是一个效果力,它是由某些力充当的,本题中是由静摩擦力充当,静摩擦力是圆盘给小木块的。
2.质量x角速度平方x半径这个公式算出来的是质量为m的物体做角速度为w半径为r的匀速圆周运动所需要的向心力。
3.所以一个是圆盘给的,一个是木块需要的,在圆盘能够给的情况下,即木块所需的向心力小于圆盘能给予的最大静摩擦力的情况下,此时两者相等。但如果角速度增大到一定程度,那么木块所需要的向心力就会大于最大静摩擦力,此时无法保持原来的匀速圆周运动。
小木块随着圆盘的转动而做圆周运动时,向心力F就是由圆盘与木块之间的静摩擦力f提供的。
F=mω²R=f
静摩擦力f的大小随着角速度ω的增大而增大,但最大静摩擦力是有限度的,当ω增大到一定程度、最大静摩擦力f将满足不了小木块继续随圆盘转动所需的向心力F,这时小木块就会在圆盘上产生滑动,沿着滑动瞬间的线速度方向”飞出”圆盘。
也就是说,只有当木块做圆周运动时所需的向心力不大于最大静摩擦力时,向心力才等于静摩擦力。因此说,木块做圆周运动时实际获得的向心力始终等于静摩擦力不会大于最大静摩擦力,只是最大静摩擦力不能总满足木块做任何高速圆周运动时所需的向心力。
假设木块与圆盘之间的滑动摩擦力等于最大静摩擦力,当圆盘逐渐加大角速度时,木块会随圆盘一起做圆周运动(这个向心力是摩擦力提供的吧——正确),之后角速度加到很大很大以后,那向心力就是等于角速度的平方·半径·(木块)质量(F向=mω²R)。
质量,半径不变,角速度加大后,向心力也会变大——由上述公式可知
那向心力会不会大于滑动摩擦力/最大静摩擦力呢?——有可能
如果会——就会出现木块离心而去的滑动,此时 F =mω²R>mgμ动
不会——木块仍静止在原位随圆盘转动 ,此时 F =mω²R=f静
静摩擦力始终与外力平衡,最大静摩擦为 f最=mgμ静
木块的向心力来源于什么?来自大角速度下的静摩擦力,所以永远不会大于静摩擦力。滑动摩擦力来源于物体的质量,在向心力大于物体滑动摩擦力时,木块就开始发生位移,向心力越大位移速度就越大!
首先,向心力不是一种一般意义上的力,必须由外力提供
在角速度很小时,静摩擦完全可以提供向心力
此时f静=mw²r
随着角速度增大,需要的向心力增大,向心力始终由摩擦力提供
摩擦力最大提供的向心力为μmg。
所以在角速度增加到mw²r=μmg时,
临界状态。
继续增大,滑动摩擦不再能提供更大的向心力,物体做离心运动,飞出去
不存在向心力大于摩擦力的情况,是因为向心力是由摩擦力提供。不是独立的力。