题目内容
【题目】在直径1.6m的圆柱体一端截出一圆锥,如下图所示,在看到剖面上,三角形的三边之比为3:4:5, 圆柱体可绕其中心对称轴匀速旋转。将一小木块放置在斜面的中点,它与斜面间动摩擦力因素为0.25,若小木块保持在此位置不动,则圆柱体旋转的角速度应为多大.(结果用根式表示;g取10m/s2)
【答案】≤ω≤
【解析】当圆柱体旋转角速度最小为时,木块有沿斜面向下滑动趋势,木块受最大静摩擦力的方向沿斜面向上。木块受重力、斜面支持力N和静摩擦,如图所示:
木块在水平面内作匀速圆周运动,向心加速度, 。
根据牛顿第二定律得:
水平方向: ①
竖直方向:② 又③
联立①、②、③解得
当圆柱体旋转角速度最大为时,木块有沿斜面向上滑动趋势,木块受最大静摩擦力的方向沿斜面向下。木块还受重力和斜面支持力作用,如图所示。木块加速度。
由牛顿第二定律得
水平方向: ④
竖直方向: ⑤
又 ⑥
联立④、⑤、⑥解得
,
圆柱体旋转的角速度应为≤ω≤
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