如圖3-1-15所示，質(zhì)量為m=1 kg的小球穿在斜桿上，斜桿與水平方向的夾角為θ=30°，球恰好能在桿上勻速滑動(dòng).若將斜桿與水平方向的夾角增大到α，無(wú)論用多大的水平力F推小球都無(wú)法使小球沿桿上滑.試確定α角至少多大.（可視最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力）

圖3-1-15

   

解析：當(dāng)球在桿上勻速滑動(dòng)時(shí)，球受桿滑動(dòng)摩擦力f、支持力N及重力G，有mgsinθ=μN(yùn)=μmgcosθ得μ=tanθ=.

現(xiàn)要將球推上去，小球受四個(gè)力作用，重力G，水平推力F，方向向右，支持力N，摩擦力f，如圖所示.

由題意有：Fcosα-mgsinα-f=0                                                  ①

N-mgcosα-Fsinα=0                                                           ②

且f=N                                                                     ③

解出F=.由于無(wú)論用多大的水平推力F球都不能沿桿上滑，則cosα-μsinα≤0，故μ≥cotα.因此有cotα≤即α≥60°.

答案：60°


練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖3-2-15所示，A、B是兩個(gè)相同的輕彈簧，原長(zhǎng)都是10 cm，勁度系數(shù)k＝500 N/m，如果圖中懸掛的兩個(gè)物體質(zhì)量均為m，現(xiàn)測(cè)得兩個(gè)彈簧的總長(zhǎng)為26 cm.g取10 N/kg，則（    ）

圖3-2-15

A.m＝3 kg            B.m＝2 kg            C.m＝1.5 kg            D.m＝1 kg

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖3-1-15所示，高為h的車(chē)廂在平直軌道上勻減速向右行駛，加速度大小為a，車(chē)廂頂部A點(diǎn)處有油滴滴落到車(chē)廂地板上，車(chē)廂地板上的O點(diǎn)位于A點(diǎn)正下方，則油滴落在地板上的點(diǎn)必在O點(diǎn)________（填“左”或“右”）方，離O點(diǎn)距離為_(kāi)_______.

圖3-1-15

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

有人設(shè)計(jì)了一種如圖3-1-15 所示的機(jī)器:兩根相互垂直的剛性絕緣細(xì)桿,相交于桿的中點(diǎn),位于豎直平面內(nèi),桿的端點(diǎn)上各有一帶正電的小球a、b、c和d.一水平的固定轉(zhuǎn)軸pp′通過(guò)兩桿的交點(diǎn)與兩桿固定連接.轉(zhuǎn)軸的一端有一皮帶輪,通過(guò)皮帶可帶動(dòng)別的機(jī)器轉(zhuǎn)動(dòng).兩桿與其端點(diǎn)的帶電小球處在一方向與x軸平行的靜電場(chǎng)中,電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小隨y而改變,可表示為E=EOy.在y=0處,即沿x軸,場(chǎng)強(qiáng)E=0;在y＞0的區(qū)域,場(chǎng)強(qiáng)沿x正方向,其大小隨y的增大而增大;在y＜0的區(qū)域,場(chǎng)強(qiáng)沿x的負(fù)方向,場(chǎng)強(qiáng)的大小隨|y|的增大而增大.由于桿端的帶電小球受到靜電場(chǎng)的作用,相互垂直的桿將繞固定軸轉(zhuǎn)動(dòng),與軸連接的皮帶輪通過(guò)皮帶就能帶動(dòng)其他機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn).設(shè)計(jì)者斷言他可實(shí)現(xiàn)一種不需向它提供能量而能不斷對(duì)外做功的永動(dòng)機(jī).你認(rèn)為這種機(jī)器可能實(shí)現(xiàn)嗎?為什么?如認(rèn)為不能實(shí)現(xiàn),則指出其設(shè)計(jì)中存在何種錯(cuò)誤,并說(shuō)明理由.

圖3-1-15

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖3-1-15所示，ab是半徑L、電阻不計(jì)的1/4圓周的金屬槽環(huán)，固定于豎直平面內(nèi)，圓心為O.Oa是質(zhì)量不計(jì)的輕金屬桿，其電阻為r，它的一端掛在O點(diǎn)（無(wú)摩擦），另一端連一金屬小球，小球的質(zhì)量為m，與金屬槽環(huán)接觸良好無(wú)摩擦.Ob是一根豎直的與金屬槽環(huán)相連接的金屬絲，其電阻為R.上述整個(gè)裝置置于水平方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.現(xiàn)將金屬小球從a點(diǎn)由靜止開(kāi)始釋放，它滑到b點(diǎn)時(shí)的速度為v，所經(jīng)過(guò)的時(shí)間為t，問(wèn)：這一過(guò)程中，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值是多大？

圖3-1-15

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