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在倾角α=的斜面上,用一根劲度系数k=100N/m的轻弹簧沿平行斜面的方向拉住一个质量为m的物体,如图所示.若发现将物体放在斜面上的PQ之间任何位置都能使之处于静止状态,并测得AP=22cm,AQ=8cm,则物体与斜面间的最大静摩擦力等于多大?

    7N


解析:

正确理解物体放在PQ之间任何位置都能静止,这是解题的关键.物体不是在某一特定位置平衡,而是在一个范围内都能平衡的原因在于:①静摩擦力的大小可以在零至最大静摩擦力Fm之间连续变化;②其方向与相对运动趋势方向相反,当弹簧弹力向下时,摩擦力方向向上;当弹簧弹力为拉力且大于mgsin时,摩擦力方向将沿斜面向下.也就是说:由Q点到P点,物体的静摩擦力是由向上的最大,逐渐减小至零;再转而向下,并逐渐增大至最大的动态变化过程.

设弹簧原长变为

  当物体在Q点平衡时,应满足

  当物体在P点平衡时,应满足

  由方程(1)和(2)可解得

  

练习册系列答案
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如右图所示,物体AB用细绳连接后跨过定滑轮.A静止在倾角为30°的斜面上,B被悬挂着.已知质量mA=2mB,不计滑轮摩擦,现将斜面倾角由30°增大到50°,但物体仍保持静止,那么下列说法中正确的是(  )

A.绳子的张力将增大

B.物体A对斜面的压力将减小

C.物体A受到的静摩擦力将先增大后减小

D.滑轮受到的绳的作用力不变

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(1)求通过 cd棒的电流,并确定 MN PQ区域内磁场的方向;
(2)当 ab棒进入 CDEF区域后,求 cd棒消耗的电功率;
(3)求 ab棒刚下滑时离 CD的距离。             

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(20分)如图甲所示,间距为 L、电阻不计的光滑导轨固定在倾角为 q 的斜面上。在 MNPQ矩形区域内有方向垂直于斜面的匀强磁场,磁感应强度为 B;在 CDEF 矩形区域内有方向垂直于斜面向下的磁场,磁感应强度 Bt 随时间 t 变化的规律如图乙所示,其中 Bt 的最大值为 2B。现将一根质量为 M、电阻为 R、长为 L 的金属细棒 cd 跨放在 MNPQ 区域间的两导轨上并把它按住,使其静止。在 t=0 时刻,让另一根长也为 L 的金属细棒 ab 从 CD 上方的导轨上由静止开始下滑,同时释放 cd 棒。已知 CF 长度为 2L,两根细棒均与导轨良好接触,在 ab 从图中位置运动到 EF 处的过程中,cd 棒始终静止不动,重力加速度为 g;tx 是未知量。

(1)求通过 cd 棒的电流,并确定 MN PQ 区域内磁场的方向;

(2)当 ab 棒进入 CDEF 区域后,求 cd 棒消耗的电功率;

(3)求 ab 棒刚下滑时离 CD 的距离。              

 

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A.绳子的张力将增大

B.物体A对斜面的压力将减小

C.物体A受到的静摩擦力将先增大后减小

D.滑轮受到的绳的作用力不变

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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