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(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?

 

【答案】

(1)T=10N    (2)m6M

【解析】

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)

考点:共点力平衡的条件及其应用

 

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

一个底面粗糙、质量为M=5kg的劈放在粗糙的水平面上,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=3kg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,( g=10m/s2)试求:
(1)当劈静止时绳子的拉力大小.
(2)若地面对劈的最大静摩擦力等于地面对劈支持力的k倍,为使整个系统静止,k值必须满足什么条件?

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科目:高中物理 来源: 题型:

一个底面粗糙,质量为m的劈放在水平面上,劈的斜面光滑且倾角为30°,如图所示.现用一端固定的轻绳系一质量也为m的小球.绳与斜面夹角为30°,求:
(1)当劈静止时绳子拉力为多大?
(2)若地面对劈的最大静摩擦力等于地面对劈的支持力的K倍,为使整个系统静止,K值必须满足什么条件?

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,一个底面粗糙,质量为m的斜面体静止在水平地面上,斜面体斜面是光滑的,倾角为30°.现用一端固定的轻绳系一质量也为m的小球,小球静止时轻绳与斜面的夹角也是30°.求地面与斜面间的动摩擦因数至少多大?(设最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力大小)

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科目:高中物理 来源: 题型:

一个底面粗糙,质量为m的劈放在粗糙水平面上,劈的斜面光滑且与水平面夹角为30°,现用一端固定的轻绳系一质量也为m的小球,小球与斜面的夹角为30°,如图所示.
(1)当劈静止时绳子中拉力大小为多少?
(2)若地面对劈的最大静摩擦力等于地面对劈的支持力的k倍,为使整个系统静止,k值必须符合什么条件?

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科目:高中物理 来源: 题型:

一个底面粗糙、质量为M的劈放在粗糙的水平面上,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)地面对劈的支持力大小.
(3)若地面对劈的最大静摩擦力等于地面对劈支持力的k倍,为使整个系统静止,k值必须满足什么条件?

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