如图所示,半径为R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OO′重合.转台以一定角速度ω匀速旋转,一质量为m的小物块落入陶罐内,经-高一物理

题目简介

如图所示,半径为R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OO′重合.转台以一定角速度ω匀速旋转,一质量为m的小物块落入陶罐内,经-高一物理

题目详情

如图所示,半径为R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OO′重合.转台以一定角速度ω匀速旋转,一质量为m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OO′之间的夹角θ为60°.重力加速度大小为g.
(1)若ω=ω0,小物块受到的摩擦力恰好为零,求ω0
(2)若ω=2
R
g
,求小物块受到的摩擦力大小和方向.
题型:问答题难度:中档来源:不详

答案

(1)当摩擦力恰为零时:
Fcosθ-mg=0
Fsinθ=mω02r
r=Rsinθ
解得:ω0=
class="stub"2g
R

(2)当ω=2
class="stub"g
R
时,滑块有沿斜面向上滑的趋势,摩擦力沿罐壁切线向下:
Fcosθ-fsinθ-mg=0
Fsinθ+fcosθ=mω2r
联立得:f=
3
2
mg

答:(1)若ω=ω0,小物块受到的摩擦力恰好为零,ω0=
class="stub"2g
R

(2)若ω=2
class="stub"R
g
,小物块受到的摩擦力大小为
3
2
mg,方向沿罐壁切线向下.

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