题目内容
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
。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
。现同时释放甲、乙两物体,乙物体将在竖直平面内摆动,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
,若取重力加速度
。求:甲物体的质量及斜面对甲物体的最大静摩擦力。
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解:设甲物体的质量为M,所受的最大静摩擦力为f
当乙物体运动到最高点时,绳子上的弹力最小,设为
,则
(2分)
此时甲物体恰好不下滑,有:
(2分)
当乙物体运动到最低点时,设绳子上的弹力最大,设为
,则由牛顿第二定律
(2分)
此时甲物体恰好不上滑,则有:
(2分)
乙物体,从最高点到最低点的过程中,根据机械能守恒定律
(2分)
联立以上五式,解得:
(1分)
(1分)
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