Question

20．如圖所示，半徑為r的圓形轉(zhuǎn)筒，繞其豎直中心軸OO′轉(zhuǎn)動，質(zhì)量為 m小物塊a靠在圓筒的內(nèi)壁上，它與圓筒間的動摩擦因數(shù)為μ，如小物塊不下落，小物體所受摩擦力f=mg，圓筒轉(zhuǎn)動的角速度ω至少為$\sqrt{\frac{g}{μr}}$．

Answer 1

分析 要使a不下落，筒壁對物體的靜摩擦力必須與重力相平衡，由筒壁對物體的支持力提供向心力，根據(jù)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，則小物塊a在豎直方向上受力平衡，小物體所受摩擦力為：f=mg
當摩擦力正好等于最大摩擦力時，圓筒轉(zhuǎn)動的角速度ω取最小值，筒壁對物體的支持力提供向心力，
根據(jù)向心力公式得：N=mω²r
而f=μN
聯(lián)立以上三式解得：ω=$\sqrt{\frac{g}{μr}}$
故答案為：mg，$\sqrt{\frac{g}{μr}}$．

點評 物體在圓筒內(nèi)壁做勻速圓周運動，向心力是由筒壁對物體的支持力提供的．而物體放在圓盤上隨著圓盤做勻速圓周運動時，此時的向心力是由圓盤的靜摩擦力提供的．