• 有一只小虫重为G,不慎跌入一个碗中,如图所示.碗内壁为一半径为R的球壳的一部分,其深度为D.碗与小虫脚间的动摩擦因数为μ,若小虫可以缓慢顺利地爬出碗口而不会滑入碗底.试问D的最大值为多少?(最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力大小)试题及答案-解答题-云返教育

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      有一只小虫重为G,不慎跌入一个碗中,如图所示.碗内壁为一半径为R的球壳的一部分,其深度为D.碗与小虫脚间的动摩擦因数为μ,若小虫可以缓慢顺利地爬出碗口而不会滑入碗底.试问D的最大值为多少?(最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力大小)

      试题解答


      见解析
      解:对小虫受力分析,受到重力、支持力和静摩擦力,到碗口时,最容易滑下,此时静摩擦力最大,等于滑动摩擦力,如图

      根据平衡条件,有
      f=mgsinθ ①
      N=mgcosθ ②
      其中f=μN ③
      cosθ=
      R-D
      R

      由①②③④解得:D=R(1-
      1
      μ2+1

      答:D的最大值为R(1-
      1
      μ2+1
      ).

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