题目内容

如图所示,光滑斜面的倾角为θ,斜面上放一光滑档板AB,档板与斜面间放一质量为m的小球,档板可以以B点为轴线转动,直至水平,在转动过程中球对档板压力的最小值为    ,球对斜面压力的最小值为   
【答案】分析:以小球为研究对象,在挡板所受的三个力中,重力大小方向都不变,斜面支持力方向不变,三力的合力始终为零,作出几个有代表性的图进行分析.
解答:解:以小球为研究对象,进行受力分析如图,将FN1与FN2合成,其合力与重力等大反向,则在挡板转动时,挡板给球的弹力FN2与斜面给球的弹力FN1合力大小、方向均不变,其中FN1的方向不变,作辅助图如图,挡板转动过程中,FN2的方向变化如图中a、b、c的规律变化,为满足平行四边形定则,其大小变化规律为先减小后增大,其中挡板与斜面垂直时FN2最小.斜面对球的作用力FN1一直减小,当挡板水平时,斜面对球的支持力最小,为零.
再根据牛顿第三定律得,在该过程中,球对挡板的压力方向始终与挡板垂直指向挡板,大小先减小后增大,当挡板与斜面垂直时FN2最小,最小值为mgsinθ.球对斜面压力的最小值为零.
故答案为:mgsinθ,0
点评:本题关键是对小球受力分析,然后根据平衡条件并运用合成法分析;要明确三力平衡中,任意两个力的合力与第三个力等值、反向、共线.
练习册系列答案
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