题目内容

【题目】如图所示,半径为R=0.1m的半球形陶罐,固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上,转台转轴与过陶罐球心O的对称轴重合,转台以一定角速度ω匀速旋转,一质量为m=0.5kg的小物块落入陶罐内,经过一段时间后,小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止,它和O点的连线与之间的夹角θ为37°。(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2 )

(1)若小物块受到的摩擦力恰好为零,求此时的角速度ω0;

(2)当ω=10rad/s时,此时物块受到的摩擦力是多少?

【答案】(1) (2)f=0.6N

【解析】(1)当摩擦力恰为零时:
Fcosθ-mg=0
Fsinθ=mω02r
r=Rsinθ
解得:ω0= rad/s
(2)当ω=10rad/s时,滑块有沿斜面向下滑的趋势,摩擦力沿罐壁切线向上:

Fcosθ+fsinθ-mg=0
Fsinθ-fcosθ=mω2r
联立得:f=0.6N

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