题目内容
(12分)如图所示,一根弹性细绳原长为l,劲度系数为k,将其一端穿过一个光滑小孔O(其在水平地面上的投影点为O’),系在一个质量为m的滑块A上(A可视为质点),A放在水平地面上.小孔O离绳固定端的竖直距离为l,离水平地面高度为h(h<mg/k),滑块A与水平地面间的最大静摩擦力为正压力的μ倍,弹性细绳始终在弹性限度范围内.问:
(1)当滑块在与O’点距离为r的地面上时,弹性细绳对滑块A的拉力为多大?
(2)滑块处于地面上离O’点怎样的区域内时可以保持静止状态?
解析:(1)弹性细绳伸长∆X=
(2分)
拉力T=k∆X =k
(2分)
(2)设A静止时离O’的距离为r,细绳与O’ O夹角为α,在此位置处A将受到四个力的作用,有
N+Fcosα=mg(1分)
Fsinα=f (1分)
而F=
(1分)
fmax=μN (1分)
∴kr=f≤fmax=μ (mg-kh)
即r≤
(2分)
这表明,滑块可以静止在以O’为圆心,
为半径的圆域内的任意位置.(2分)
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