题目内容

(10分)一个底面粗糙、质量为M的劈放在粗糙的水平面上, 劈与水平面的动摩擦因数,劈的斜面光滑且与水平面成30°角;现用一端固定的轻绳系一质量为m=kg的小球,小球放在斜面上,小球静止时轻绳与竖直方向的夹角也为30°,如图所示, ,试求:

(1)当劈静止时绳子的拉力大小.
(2)已知地面对劈的最大静摩擦力等于地面对劈的滑动摩擦力,若改变小球的质量,为使整个系统静止,则小球与劈的质量应满足什么关系?
(1)T=10N   (2)m6M

试题分析:(1)以小球为研究对象,其受力情况如图甲所示,

对T和G进行正交分解,由平衡条件可得:
Tcos30°=mgsin30°               (2分)
所以T=10N           (2分)
(2)以劈和小球整体为研究对象,整体受力情况如图乙所示,由物体的平衡条件可得:
f=Tcos60°                       (2分)
为使整个系统静止,其临界状态是静摩擦力f为最大值,即有
                    (2分)
所以联立以上两式可得:m=6M
即小球与劈的质量应满足m6M          (2分)
练习册系列答案
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