题目内容

20.如图所示,半径为r的圆形转筒,绕其竖直中心轴OO′转动,质量为 m小物块a靠在圆筒的内壁上,它与圆筒间的动摩擦因数为μ,如小物块不下落,小物体所受摩擦力f=mg,圆筒转动的角速度ω至少为$\sqrt{\frac{g}{μr}}$.

分析 要使a不下落,筒壁对物体的静摩擦力必须与重力相平衡,由筒壁对物体的支持力提供向心力,根据向心力公式即可求解角速度的最小值.

解答 解:要使a不下落,则小物块a在竖直方向上受力平衡,小物体所受摩擦力为:f=mg
当摩擦力正好等于最大摩擦力时,圆筒转动的角速度ω取最小值,筒壁对物体的支持力提供向心力,
根据向心力公式得:N=mω2r
而f=μN
联立以上三式解得:ω=$\sqrt{\frac{g}{μr}}$
故答案为:mg,$\sqrt{\frac{g}{μr}}$.

点评 物体在圆筒内壁做匀速圆周运动,向心力是由筒壁对物体的支持力提供的.而物体放在圆盘上随着圆盘做匀速圆周运动时,此时的向心力是由圆盘的静摩擦力提供的.

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