如图所示,一只半球形碗倒扣在水平桌面上处于静止状态,球的半径为R,质量为m的蚂蚁只有在离桌面高度大于或等于45R时,才能停在碗上,那么蚂蚁和桌面的最大静摩擦力为(  )A. 0.6mgB. 0.8mgC. 0.4mgD. 0.75mg

问题描述:

如图所示,一只半球形碗倒扣在水平桌面上处于静止状态,球的半径为R,质量为m的蚂蚁只有在离桌面高度大于或等于

4
5
R时,才能停在碗上,那么蚂蚁和桌面的最大静摩擦力为(  )
A. 0.6mg
B. 0.8mg
C. 0.4mg
D. 0.75mg

蚂蚁受重力、支持力和摩擦力处于平衡,摩擦力与水平方向所成的夹角为θ,
根据平衡有:f=mgsinθ=μN=μmgcosθ
而cosθ=

4
5
R
R
=0.8.所以μ=
sinθ
cosθ
=tanθ=
3
4

故最大静摩擦力为:f=μmgcosθ=0.6mg
故选:A.
答案解析:蚂蚁受重力、支持力和静摩擦力处于平衡,根据平衡求出蚂蚁和碗面间的动摩擦因数.
考试点:共点力平衡的条件及其应用;力的合成与分解的运用.
知识点:解决本题的关键是能够正确地受力分析,运用共点力平衡进行求解.