题目内容
如图所示,光滑斜面与水平成θ角,在斜面上放一个质量为m的圆球,再用光滑的挡板住,现在缓慢地改变挡板A与斜面的夹角α,当α=
90
90
°时,A板对球的弹力最小,其最小值为mgsinθ
mgsinθ
.分析:本题是应用平衡条件对受力进行动态分析,找出不变的力:重力,斜面支持力的方向,挡板和斜面对小球支持力的合力;根据不变的力来判断变化的力是如何变化的.
解答:解:对物体受力分析如图:
挡板和斜面对小球支持力的合力F′保持不变,斜面对小球的支持力方向不变,当挡板转动时,挡板对小球的弹力先变小后变大,所以最小时如图绿颜色所示:
此时这个最小的弹力与N1方向垂直,即此时α=90°
在直角三角形中:由三角函数关系得:sinθ=
=
解得:N2=mgsinθ
故答案为:α=90°时,A板对球的弹力最小,其最小值为 mgsinθ.
挡板和斜面对小球支持力的合力F′保持不变,斜面对小球的支持力方向不变,当挡板转动时,挡板对小球的弹力先变小后变大,所以最小时如图绿颜色所示:
此时这个最小的弹力与N1方向垂直,即此时α=90°
在直角三角形中:由三角函数关系得:sinθ=
N2 |
F′ |
N2 |
mg |
解得:N2=mgsinθ
故答案为:α=90°时,A板对球的弹力最小,其最小值为 mgsinθ.
点评:此题考查受力平衡的一个重要应用:动态分析.动态分析时就是先找不变的物理量,由不变来判断变化的力是如何变化的.
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