郑行军

摘要：圆盘问题是圆周运动一个重要的物理模型，圆盘模型分析可以很好的考查运动参量的关系、动力学规律和功能关系等综合问题.本文借助物理模型化思维，以圆盘基本模型为基础，以中学物理需要掌握的知识结构为导向，构建试题中可能的命题方向和解题策略，引导学生理清物体运动过程中各个参量之间的关系，深化其内在联系，实现圆盘问题学习的进阶发展.

关键词：圆盘；圆周运动；动力学；动态分析；临界

圆盘问题是圆周运动题型中一个很重要的物理模型，它不仅考查了圆周运动参量的关系、动力学规律和离心运动问题，还往往涉及临界问题.本文就中学阶段几种常见的圆盘模型进行整理归类，希望能有一个比较清晰的认识.

一、基本物理模型诠释

1.结构特点：如图1 所示，在水平转台上距转轴为r 处放一质量为m 的物体，物体与转台之间的动摩擦因数为μ，随同转台一起以角速度ω 转动.

2.动力学特点：

（1）物块与转台相对静止一起做匀速圆周运动.

物块所受重力与支持力平衡，转台对物体的静摩擦力提供物体做匀速圆周运动所需要的向心力，静摩擦力f方向指向圆心，有f=mv2r=mω2r，f≤fm（最大静摩擦力）是物块与转台保持相对静止的条件.

（2）若物块与转台相对静止做变速圆周运动

物块所受静摩擦力除了提供所需向心力，必须沿切线方向有力的作用，改变物块速度大小，因此静摩擦力一个分力指向圆心，沿切线方向分力不为零，两分力合力为静摩擦力，所以静摩擦力方向一定不指向圆心.