题目内容

2.信息技术的高速发展,网络购物已经普及到人们的生活中.在某物流公司的货物常常用到如图所示的装置,两根完全相同、轴线在同一水平面内的平行长圆柱上放一均匀木板,木板的重心与两 圆柱等距,其中圆柱的半径 r=2cm,木板质量 m=5kg,木板与圆柱间的动摩擦因数μ=0.2,两圆柱以 角速度ω 绕轴线作相反方向的转动.现施加一过木板重心且平行圆柱轴线的拉力 F 于木板上,使其以速度 v=0.6m/s 沿圆柱表面做匀速运动.取 g=10m/s.下列说法中正确的是(  )
A.若ω=0,则水平拉力 F=20N
B.若ω=40rad/s,则水平拉力 F=6N
C.若ω=40rad/s,木板移动距离 x=0.5m,则拉力所做的功为 4J
D.不论ω 为多大,所需水平拉力恒为 10N

分析 应用滑动摩擦力公式求出滑动摩擦力大小,然后应用平衡条件求出拉力大小,再应用功的计算公式分析答题

解答 解:当ω=40rad/s,圆柱转动的线速度大小为 v′=ωr=0.8m/s
木板的速度v=0.6m/s,则木板所受的滑动摩擦力与F的夹角为(180°+37°)
木板在垂直与轴线方向受到两轴的滑动摩擦力大小相等方向相反,在垂直与轴线方向上受到的滑动摩擦力为零,
在平行于轴线方向上,木板受到的滑动摩擦力f=μmg=0.2×5×10=10N,木板做匀速直线运动,由平衡条件得:F=fsin37°=6N,
木板移动距离x=0.5m拉力做功:W=Fx=6×0.5=3J,故ACD错误,B正确;
故选:B.

点评 本题考查了求摩擦力大小,物体所受的滑动摩擦力大小与物体的运动速度无关,应用滑动摩擦力公式与功的计算公式即可正确解题

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