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一个质量m=20kg的钢件,架在两根完全相同的、平行的长直圆柱上,如图所示,钢件...

manfen5.com 满分网一个质量m=20kg的钢件,架在两根完全相同的、平行的长直圆柱上,如图所示,钢件的重心与两柱等距,两柱的轴线在同一水平面内,圆柱的半径r=0.025m,钢件与圆柱间的滑动摩擦系数μ=0.20,两圆柱各绕自己的轴线做转向相反的转动,角速度ω=40rad/s,若沿平行于柱轴方向施加力推着钢件做速度为v=0.05m/s的匀速运动,推力是多大?设钢件左右受光滑槽限制(图中未画出),不发生横向运动.g取10m/s2
圆柱对钢件的摩擦力方向不沿轴线方向,因为以钢件为参照物,圆柱与钢件接触的部分,一方面有沿圆柱轴线的速度,另一方面有垂直于圆柱轴线方向的速度,求出合速度的方向,即可知道摩擦力的方向,两个摩擦力大小和方向关于轴线对称,所以F=2fcosθ.(θ为圆柱与钢件接触部分的速度与轴线方向的夹角) 【解析】 每根圆柱所受的压力均等于,所以每根圆柱对钢件的滑动摩擦力f==20N.f的方向,应该跟圆柱钢件的接触部分,相对于钢件的速度方向相同. 以钢件为参照物,圆柱与钢件接触的部分,一方面有沿圆柱轴线的速度,大小v1=0.05m/s,另一方面有垂直于圆柱轴线方向的速度,大小为v2=rω=1m/s. 所以圆柱与钢件接触部分的速度与轴线方向的夹角θ满足    因为v1<<v2,所以cosθ≈cotθ=0.05 而f与轴线之间的夹角也为θ 根据力的平衡,F=2fcosθ=2×20×0.05=2N.
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考点分析:
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20.400.382.50
30.600.251.67
40.800.201.25
51.000.161.00
(1)根据表中的数据,在图中所示的坐标中描出相应的实验数据点,并作出a-m图象和a-1/m图象.
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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