急!100分!初中物理(要用三角函数做)

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/05/28 18:26:19
有一根质量均匀的木棒水平放置在地面上、手拿着一端将他匀速抬起、手对木棒一端的作用力始终垂直于木棒、使木棒可以绕着木棒另一端匀速转动、在木棒从水平位置到竖直方向的过程中、请问最少摩擦因数是多少、才能让木棒相对于地面不会滑动(要具体数值和详细解题过程)?
答案好像是四分之根号2
LNG_GP - 助理 二级
基本看懂了,只是……你能不能把后面的化简和计算再写一写,我就把分给你了。
其他人也可以做,不但要过程,还要化简,让我能最后得出数值。
谢啦,,现在100分可不是好给的。。

设,摩擦力为F',拉力是F,重力为mg,支持力为Fn,杆长L,此时与地面夹角为θ

(mg)*(Lcosθ/2)=FL

解出:F=mg*cosθ/2

摩擦力:F'=F*sinθ=mg*cosθ*sinθ/2

支持力:Fn=mg-F*cosθ=mg*(1-cos^2θ/2)

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动摩擦因素:μ=F'/Fn=1/{[1/(cosθ*sinθ)] +tanθ}

好吧,首先我要说,这个结果的化简值涉及到了初中数学不会涉及到的领域。所以这道题从物理知识角度来说,是初中级的,但从数学知识角度来说,至少是高中级的。

分析关于μ的数学式。因为此时的数学式为分数,所以当分母最小时,μ最大。

分母又分为两部分。tanθ这个值先不去想。1/(cosθ*sinθ)的大小又是个分数,所以当 (cosθ*sinθ)最大时,这个1/(cosθ*sinθ)最小。我们知道,在θ<90的情况下,其cos和sin的值都是大于零且小于一的,而且我们又知道,两个正小数的乘积必定小于其中任何一个小数。所以当θ=45时,1/(cosθ*sinθ)这个项的值最小。关于tanθ的值,我们可以知道当θ≥45时,tanθ≥1。

以初中数学为基础,这里就会有一个解释不了的问题,那就是:

当1/(cosθ*sinθ)这个项的值最小时,{[1/(cosθ*sinθ)] +tanθ}就一定最小吗?

是的,这是不能断定的(我指初中数学),这至少要在高中学了相关的复杂函数才可以解决。。所以初中生做这题我还是很佩服的。

希望能提供帮助,但是能力有限,请见谅。

PS:你可以把45带进去算一下是不是结果。

LZ,不清楚可以看图。