如图所示,两根相同直木棍AB和CD相互平行,斜靠在竖直墙壁上固定不动,一根水泥圆筒与两根直木棍的滑动摩擦因数μ,它从木棍

如图所示,两根相同直木棍AB和CD相互平行,斜靠在竖直墙壁上固定不动,一根水泥圆筒与两根直木棍的滑动摩擦因数μ,它从木棍的上部匀加速滑下,加速度为a,若保持两木棍倾角α不变,将两棍间的距离减小后固定不动,仍将水泥圆筒放在两木棍上部,为了分析其加速度变化,有同学这样分析:每根直木棍对圆筒的摩擦力和每根直木棍对圆筒支持力满足f1=μFN1,两根直木棍对圆筒的摩擦力的合力为f,两根直木棍对圆筒支持力的合力为FN,它们也满足f=μFN,而FN=mgcosα不变,故f也不变.所以加速度a不变,你认为这位同学的做法正确吗?如不正解指出它的错误原因,并提供正确的解法.
josmen 1年前 已收到1个回答 举报

huangshantm 幼苗

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解题思路:圆柱在两个木棍上受到重力、两个木棍的支持力和两个木棍的摩擦力,圆柱处于平衡状态,在存在于木棍的方向上受力平衡,在沿木棍的方向上受力平衡,按两个平面将各个力分解与合成,即可得出结论.

这位同学的做法不正确.
在垂直于木板方向研究,木棍给圆柱两个支持力FN1、FN2,它们的合力与圆柱重力沿垂直于斜面向下的分力大小相等,方向相反,
由于两根木棍相同,所以它们对圆筒的支持力FN1=FN2,垂直于木棍方向的平面内圆柱的受力分析如图,
设FN1和FN2的夹角为θ,由力的矢量三角形,可得2FN1cos
θ
2=mgcosα,所以当将两棍间的距离减小后固定不动,木棍给圆柱两个支持力FN1和FN2的夹角θ变小,而合力不变,则支持力FN1、FN2变小,由摩擦力f=μFN可知就是摩擦力由支持力来决定的,不是由合力决定的,因此,加速度a变化.
答:这位同学的做法不正确,由摩擦力f=μFN可知就是摩擦力由支持力来决定的,不是由合力决定的,因此,加速度a变化.

点评:
本题考点: 牛顿第二定律.

考点点评: 解决本题的关键恰当地选择研究对象,进行受力分析,运用共点力平衡进行求解.该题的关键是圆柱的受力不是在同一个平面内,向右对垂直于木棍的平面内的力单独分析.中档题目.

1年前

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