如圖所示,一個底面粗糙,質量為m的斜面體靜止在水平地面上,斜面體斜面是光滑的,傾角為30°.現用一端固定的輕繩...
問題詳情:
如圖所示,一個底面粗糙,質量為m的斜面體靜止在水平地面上,斜面體斜面是光滑的,傾角為30°.現用一端固定的輕繩系一質量為m的小球,小球靜止時輕繩與斜面的夾角是30°.
(1)求當斜面體靜止時繩的拉力大小;
(2)若地面對斜面體的最大靜摩擦力等於地面對斜面體支援力的k倍,為了使整個系統始終處於靜止狀態,k值必須滿足什麼條件?
【回答】
(1)對小球進行受力分析,它受到重力mg,輕繩拉力FT,斜面體對它的支援力FN
根據平衡條件得:
FNsin 30°=FTsin 30°…………………………….1分
FTcos 30°+FNcos 30°=mg……………………………2分
代入資料解得:FT=mg. …………………………….2分
(2)以斜面體為研究物件,分析其受力:重力mg,小球對斜面體的壓力FN′,地面支援力F,;地面靜摩擦力Ff,方向水平向左.
根據平衡條件得:
豎直方向F=mg+FN′cos30°…………………………….2分
水平方向Ff=FN′sin30°…………………………….2分
根據(1)可知FN′=FN=FT=mg
又由題設可知Ffmax=kF≥Ff=FN′sin30°…………………………….2分
綜合上述解得k≥.…………………………….1分
[*] (1)mg (2)k≥
知識點:共點力的平衡
題型:計算題
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