题目内容
如图所示,细绳的两端A、B各系一个完全相同的质量为m的小圆环,两环均套在同一水平直杆上,细绳的中点O挂一个质量为2m的物块,两环保持静止状态,已知AO垂直于BO,重力加速度为g.
⑴求细绳的张力大小和B环受到的水平直杆的摩擦力;
⑵若最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,则两环与水平直杆间的动摩擦因数μ至少为多少?
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⑴研究O点,受力如图,设两段细绳的张力大小分别为FA和FB,由共点力平衡条件和平行四边形法则得
FA=FB=Fcos45°=2mgcos45°=
mg ①
B环受重力、绳的拉力、支持力、和水平向右的静摩擦力fB
由平衡条件得 fB= FB cos45°=mg ②
⑵两环受到水平直杆的支持力相等(设均为N),对物块、细绳和两环整体有
2N=(m+m+2m)g,则N=2mg ③
要使两环保持静止状态,应满足 fm≥FB cos45° ④
而fm=μN ⑤
由③、④、⑤式得 μ≥0.5
故动摩擦因数μ至少为0.5 ⑥
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