题目内容

13.如图所示,质量分别为m1和m2的两球,以轻质杆AB连接在一起,并可在相互垂直的光滑斜面上自由滑动,左斜面与水平面的夹角为θ.系统平衡时若AB与左斜面所成的角度为α,则(  )
A.m1tanαtanθ=m2B.m2tanαtanθ=m1C.m1tanα=m2tanθD.m2tanα=m1tanθ

分析 静止平衡时,AB可看做一个整体,整体受力分析利用平衡条件可求出N1、N2;再对A进行受力分析利用平衡条件可求出AB与左斜面所成的夹角α及无重杆中的张力T.

解答 解:选AB及无重杆组成的整体为研究对象,受力分析并正交分解如图:

则:F1=N1sinθ,F2=N1cosθ;F4=N2sinθ,F3=N2cosθ
由平衡条件得:G1+G2=N1cosθ+N2sinθ

N1cosθ=N2sinθ
再对A受力分析并正交分解如图:
则:T1=Tsinα,T2=Tcosα;F5=m1gcosθ,F6=m1gsinθ
由平衡条件得:m1gcosθ+Tsinα=N1=(m1+m2)gcosθ
m1gsinθ=Tcosα
解得:m1tanαtanθ=m2
故A正确,BCD错误.
故选:A

点评 本题考察整体法及平衡条件的应用,画出准确的受力分析并找出相应的联系进行分析求解,过程较为繁杂,要注意认真分析过程,明确整体法与隔离法的正确应用是解题的关键.

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