题目内容

17.如图,足够长的斜面固定在水平地面上,物块B置于斜面上,通过细绳跨过光滑的定滑轮与装有细砂的砂桶A相连接,连接B的一段细绳与斜面平行,开始时B恰好不上滑.已知B的质量mB=1kg,砂桶A的质量不计,细砂总质量为0.8kg,θ=30°,g=10m/s2.设A不会碰到滑轮,B与斜面的最大静摩擦力等于滑动摩擦力.当A中的细砂缓慢漏出直到漏尽的过程中,B所受摩擦力fB与细砂质量m的关系图象正确的是(  )
A.B.C.D.

分析 对B进行受力分析,由平衡条件分析斜面对B的摩擦力等于0、向上最大以及向下最大的条件,然后再结合图象分析即可.

解答 解:以物体B为研究对象,可知,B受到重力、支持力绳子的拉力以及可能的摩擦力;其中B静止不动时,绳子的拉力与A的重力是相等的.
(1)当B恰好不受摩擦力时,B若平衡则:
mBgsinθ=mAg
所以A的质量:mA=mBsinθ=1×sin30°=0.5kg
(2)当B恰好要向上滑动时,mBgsinθ+μmBgcosθ=mAg
所以摩擦力:μmBgcosθ=mAg-mBgsinθ
代入数据得:μmBgcosθ=0.3N
(3)当B恰好要向下滑动时,mBgsinθ-μmBgcosθ=mAg
所以A的质量:mA=mBsinθ-μmBcosθ=1×sin30°-0.3=0.2kg
所以正确的选项是A.
故选:A

点评 本题采用隔离法和整体法研究两个物体的平衡问题及B所受的摩擦力,要根据B所受的拉力与重力沿斜面向下的分力大小关系,分析摩擦力的大小和方向.

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