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水平轉臺離轉軸0.2m處放一質量為100g的木塊,轉臺以ωπ/ 2 s-1轉動。

①若轉臺勻速轉動,求它轉半周時間內摩擦力的沖量大小。

②若轉半周后,轉臺的角速度變?yōu)?i>ω’=3π/ 2 s-1。求這段時間內摩擦力所做的功。

   0.063N·s;0.039J


解析:

①木塊放在水平轉臺上,豎直方向受力是平衡的,水平方向只受摩擦力作用,因此它的動量的變化完全是摩擦力沖量作用的結果。勻速轉半周的過程中,速度大小不變,但方向變?yōu)橄喾矗瑒恿康淖兓浅鮿恿康?倍。

所以      I=Δp=2mωr=2×0.1×0.2×π/ 2 =0.02πN·s=0.063N·s。

②加速轉動過程中,木塊所受的靜摩擦力的方向不再指向圓心,而是有一個沿切線方向的分量,正是它對木塊做正功,使木塊的動能增加,根據動能定理即可求摩擦力做的功。

W=ΔEk=0.004π2J=0.039J。

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