高一物理综合4

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/06/01 18:08:39
一小虫在半径为R的碗内爬动,设小虫与碗壁的动摩擦因数u=1/4,最大静摩擦力与滑动摩擦力相等。求小虫能在碗内爬到的最大高度。

连接球心和最大高度处,设连线与竖直方向的角度为a,由受力平衡可得;mgcosa*μ=mgsina tana=u=1/4
小虫能在碗内爬到的最大高度 h=R(1-cosa)=R[(√17-4)/√17]
(tana=1/4=sina/cosa=√[1-sina^2]/cosa. cos=4/√17)

这道题还是有些难度。
解:
设小虫的质量为m,
那么小虫爬到的最大高度为h,
那么如图示,小虫的重力G=mg,分解为个g1,g2,
可得出g2=g1*u,①
又g2=mg*cosA,g1=mg*sinA, ②
又B与A互为余角,所以cosB=sinA=(R-h)/R,③
cosA=√{1-[(R-h)/R]²} ④
所以,由①②③④可得:
√{1-[(R-h)/R]²}= (R-h)/(4R),
解方程即为答案。

图贴不上来,假设小虫爬到最高高度,然后你自己画图分析一下小虫的受力情况。

将重力分解为一个切向力与一个同半径方向力
由u=1/4,
知切向力为半径方向力1/4时虫最高
此时H=(√17-4)/√17(也许有误)