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在如图所示的装置中,两个光滑的定滑轮的半径很小,表面粗糙的斜面固定在地面上,斜面...

manfen5.com 满分网在如图所示的装置中,两个光滑的定滑轮的半径很小,表面粗糙的斜面固定在地面上,斜面的倾角为θ=30°.用一根跨过定滑轮的细绳连接甲、乙两物体,把甲物体放在斜面上且连线与斜面平行,把乙物体悬在空中,并使悬线拉直且偏离竖直方向α=60°.现同时释放甲、乙两物体,乙物体将在竖直平面内振动,当乙物体运动经过最高点和最低点时,甲物体在斜面上均恰好未滑动.已知乙物体的质量为m=1㎏,若取重力加速度g=10m/s2.求:甲物体的质量及斜面对甲物体的最大静摩擦力.
当乙物体运动到最高点时,拉力最小,此时甲物体有沿斜面向上的最大静摩擦力;当乙物体运动到最低点时,拉力最大,此时甲物体有沿斜面向下的最大静摩擦力,根据共点力平衡列出表达式,求出甲物体的质量和最大静摩擦力. 【解析】 设甲物体的质量为M,所受的最大静摩擦力为f,则当乙物体运动到最高点时,绳子上的弹力最小,设为T1, 对乙物体    T1=mgcosα    此时甲物体恰好不下滑,有:Mgsinθ=f+T1 得:Mgsinθ=f+mgcosα 当乙物体运动到最低点时,设绳子上的弹力最大,设为T2 对乙物体由动能定理: 又由牛顿第二定律: 此时甲物体恰好不上滑,则有:Mgsinθ+f=T2 得:Mgsinθ+f=mg(3-2cosα) 可解得:M=2.5kg f=7.5N. 故物体的质量为2.5kg,斜面对甲物体的最大静摩擦力为7.5N.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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