题目内容

如图所示,一个竖直放置的圆锥筒可绕其中心轴OO′转动,筒内壁粗糙,筒口半径和筒高分别为R和H,筒内壁A点的高度为筒高的一半,内壁上有一质量为m的小物块,求:

(1)当筒不转动时,物块静止在筒壁A点受到的摩擦力和支持力的大小;

(2)当物块在A点随筒做匀速转动,且其所受到的摩擦力恰好为零时,筒转动的角速度.

 

(1) (2)

【解析】

试题分析:(1)物块静止时,对物块进行受力分析如图所示,设筒壁与水平面的夹角为θ.

由平衡条件有

Ff=mgsin θ 1分

FN=mgcos θ 1分

由图中几何关系有

cos θ=,sin θ=

故有Ff=,FN= 2分

(2)分析此时物块受力如图所示,

由牛顿第二定律有mgtan θ=mrω2. 2分

其中tan θ=,r=

可得ω=. 2分

考点:物体的平衡 牛顿第二定律

 

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