题目内容

如图所示,光滑斜面的底端a与一块质量均匀、水平放置的平板光滑相接,平板长为2L,L=1.5m,其中心C固定在高为R的竖直支架上,R=1.5m,支架的下端与垂直于纸面的固定转轴O连接,因此平板可绕转轴O沿顺时针方向翻转.问:在斜面上离平板高度为h处放置一滑块A,使其由静止滑下,滑块与平板间的动摩擦因数μ=0.40,为使平板不翻转,h最大为多少?(重力加速度g取10m/s2)
某同学这样解答:要使平板不翻转,A在板上滑行的最大距离是L,因此h最大值可由mgh-μmgL=0-0求得.
你认为这位同学的解答是否正确?如果认为正确,请解出h的最大值;如果认为不正确,请指出错误之处,并求出h的最大值.

【答案】分析:要考虑摩擦力的力矩,根据力矩平衡条件列式求解即可.
解答:解:不正确,因为没有考虑摩擦力的力矩.
设A在水平板上滑行S停下,恰好不翻倒
对平板:N(L-S)=μNR
求得S=L-μR=(1.5-0.40×1.5)=0.9m
对A:mgh-μmgS=0-0
求得:h=μS=0.40×0.90=0.36m
答:这位同学的解答不正确,h的最大值为0.36m.
点评:本题关键要明确使杆产生转动的力的力矩,然后根据力矩平衡条件和动能定理列式求解.
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