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,且其

题目内容：

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,且其深度为D,碗与小虫脚间的动摩擦因数为μ,若小虫可顺利爬出此碗口而不会滑入碗底,则D的最大值为多少?(用G､R､μ表示D.已知最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力)

最佳答案：

D=(1-

)R

答案解析：

设过碗的边缘的半径与竖直方向的夹角为φ,小虫爬到碗的边缘时所受到的支持力为FN,摩擦力为Ff,受力情况如图所示,

则Gcosφ=FN

Gsinφ=Ff

Ff=μFN

所以有tanφ=μ由几何关系可知D=R(1-cosφ),

联立上述各式可解得D=(1-

)R.

考点核心：

静摩擦力概念：当一个物体在另一个物体的表面上有相对运动的趋势时，受到的阻碍相对运动趋势的力，叫静摩擦力。静摩擦力产生条件：

①接触面粗糙；

②相互接触的物体间有弹力；

③接触面间有相对运动趋势。 说明：三个条件缺一不可，特别要注意“相对”的理解。静摩擦力的方向：总跟接触面相切，并与相对运动趋势方向相反。静摩擦力的作用效果：总是阻碍物体间的相对运动运动趋势。