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固定于竖直面内的粗糙斜杆,在水平方向夹角为30,质量为m的小球套在杆上,在大小不...

固定于竖直面内的粗糙斜杆,在水平方向夹角为30,质量为m的小球套在杆上,在大小不变的拉力作用下,小球沿杆由底端匀速运动到顶端,为使拉力做功最小,拉力F与杆的夹角α和拉力大小F各为多少( )
A.α=0°,F=manfen5.com 满分网mg
B.α=45°,F=manfen5.com 满分网mg
C.α=60°,F=manfen5.com 满分网mg
D.α=60°,F=mg
明确动能定理中功的含义是各力做功的代数和,小球匀速的含义是小球所受的合力是零. 【解析】 小球由底端到顶端过程由动能定理得+==0,可知,若要求拉力做功最小应使摩擦力做功为零,即f=0,由f=μ得=0,对小球受力分析如图,设拉力方向与杆夹角为α,由平衡条件得.cosα=mgsin30°,sinα=mgcos30°,两式联立可解得α=60°,F=mg,故D正确,ABC错误. 故选D.
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考点分析:
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A.将滑块由静止释放,如果μ>tanθ,滑块将下滑
B.给滑块沿斜面向下的初速度,如果μ<tanθ,滑块将减速下滑
C.用平行于斜面向上的力拉滑块向上匀速滑动,如果μ=tanθ,拉力大小应是2mgsinθ
D.用平行于斜面向下的力拉滑块向下匀速滑动,如果μ=tanθ,拉力大小应是mgsinθ
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D.小物块所受的摩擦力等于mgsinθ
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