题目内容
如图所示,水平面上放置质量为M=50 kg的三角形斜劈,斜面倾角为α=370,斜面部分光滑,斜劈顶端安装光滑的定滑轮,细绳跨过定滑轮分别连接质量为m1=25 kg和m2=7 kg的物块.当m1由静止释放后在斜面上运动时,三角形斜劈保持静止状态.下列说法中正确的是
A.三角形斜劈受地面的摩擦力大小为50 N,方向水平向右 |
B.三角形斜劈受地面的支持力大小为800 N |
C.整个系统处于超重状态 |
D.若斜面部分也粗糙,且m1、m2大小未知但已知此时m1在斜面上沿斜面向上运动(三角形斜劈仍保持静止状态),则三角形斜劈可能不受地面的摩擦力作用 |
ABD
试题分析:因,所以m1沿斜面加速下滑,m2加速上升,它们加速度大小相等,设它们加速度大小为a,绳子的拉力为T,根据牛顿第二定律得:
解得:
将m1和斜面看作一个整体,则整体有沿斜面向下的加速度,该加速度可正交分解为水平方向和竖直方向两个分量,则水平方向加速度由斜面受到的向右的摩擦力f提供,竖直向上的加速度由地面支持力、绳子的拉力与重力的合力提供.根据牛顿第二定律得:
在水平方向上有: 解得: 方向水平向右.
在竖直方向上有: 解得:.故AB正确;因,所以整个系统处于失重状态,故C错误;只说向上运动,没有说明向上加速向上减速还是向上匀速,分三种情况讨论:一、若m2加速向下运动,则m1沿斜面向上加速运动,加速度沿斜面向上,把m1和斜面看作整体,则属于整体有沿斜面向上的加速度.该加速度有水平向有的分量.该加速度分量由摩擦力提供.故斜面受到向左的摩擦力;二、若m2减速下滑,则m1减速沿斜面上滑,加速度沿斜面向下,把m1和斜面看作整体,则属于整体有沿斜面向上的加速度.该加速度有水平向有的分量.该加速度分量由摩擦力提供.故斜面受到向右的摩擦力.三、若m2匀速下滑,则m1沿斜面匀速上滑,加速度为零.把m1和斜面看作整体,整体没有加速,处于平衡状态,故地面对斜面摩擦力为零.因此D正确.所以选ABD.
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