(12分)如图所示,一个底面粗糙,质量为m的斜面体静止在水平地面上,斜面体斜面是光滑的,倾角为30°.现用一端固定的轻绳系一质量为m的小球,小球静止时轻绳与斜面的夹角是30

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 共点力的平衡/2022-10-22 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

(12分)如图所示,一个底面粗糙,质量为m的斜面体静止在水平地面上,斜面体斜面是光滑的,倾角为30°.现用一端固定的轻绳系一质量为m的小球,小球静止时轻绳与斜面的夹角是30°.

(1)求当斜面体静止时绳的拉力大小;
(2)若地面对斜面体的最大静摩擦力等于地面对斜面体支持力的k倍,为了使整个系统始终处于静止状态,k值必须满足什么条件?

◎ 答案

 (1) mg. (2) k≥

◎ 解析


试题分析:(1)对小球进行受力分析,它受到重力mg,方向竖直向下;轻绳拉力T,方向沿着绳子向上;斜面体对它的支持力FN,方向垂直于斜面向上.
根据平衡条件可知,T、FN的合力竖直向上,大小等于mg,
根据几何关系可求得T=mg.(4分)
(2)以斜面体为研究对象,分析其受力:重力mg,方向竖直向下;小球对斜面体的压力FN′,方向垂直于斜面向下(与FN等大反向);地面支持力F,方向竖直向上;地面静摩擦力Ff,方向水平向左.
竖直方向F=mg+FN′cos30°(2分)     
水平方向Ff=FN′sin30°(2分)
根据(1)可知FN′=FN=T=mg(1分) 
又由题设可知Ffmax=kF≥Ff=FN′sin30°(2分)
综合上述解得k≥(1分)
点评:本题考查受力平衡的分析能力,注意研究对象的选取很重要,在第2问中考查了静摩擦力大小的判断,如果斜面体能静止说明此时的摩擦力小于等于最大静摩擦力,学生要能够区分静摩擦力和最大静摩擦力的区别才行

◎ 知识点

    专家分析,试题“(12分)如图所示,一个底面粗糙,质量为m的斜面体静止在水平地面上,斜面体斜面是光滑的,倾角为30°.现用一端固定的轻绳系一质量为m的小球,小球静止时轻绳与斜面的夹角是30…”主要考查了你对  【共点力的平衡】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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