Question

【题目】一水平放置的圆盘，可以绕中心O点旋转，盘上放一个质量为m的铁块（可视为质点），轻质弹簧一端连接铁块，另一端系于O点，铁块与圆盘间的动摩擦因数为μ，如图所示．铁块随圆盘一起匀速转动，铁块距中心O点的距离为r，这时弹簧的拉力大小为F（F＞μmg），g取10m/s2 ， 已知铁块受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则圆盘的角速度ω大小的范围是（ ）

A.0＜ω＜
B.0≤ω≤
C. ＜ω＜
D. ≤ω≤

Answer 1

【答案】D
【解析】解：当铁块匀速转动时，水平方向上铁块受弹簧拉力和静摩擦力的作用，转速较小时，静摩擦力背向圆心，则F﹣Ff=mω2r，因最大静摩擦力Ffm=μmg，得ω≥ ；

转速较大时，静摩擦力指向圆心，则F+Ff=mω2r，因最大静摩擦力Ffm=μmg，解得ω≤ ．

综合以上情况可知，角速度ω的取值范围为 ≤ω≤ ，D符合题意，A、B、C不符合题意．

所以答案是：D．
【考点精析】本题主要考查了匀速圆周运动和向心力的相关知识点，需要掌握匀速圆周运动线速度的大小恒定，角速度、周期和频率都是恒定不变的，向心加速度和向心力的大小也都是恒定不变的，是速度大小不变而速度方向时刻在变的变速曲线运动；向心力总是指向圆心，产生向心加速度，向心力只改变线速度的方向，不改变速度的大小；向心力是根据力的效果命名的.在分析做圆周运动的质点受力情况时，千万不可在物体受力之外再添加一个向心力才能正确解答此题．