如图所示,小球被轻质细绳系住斜吊着放在静止光滑斜面上,设小球质量m=1kg,斜面倾角θ=30°,悬绳与竖直方向夹角α=3

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  • 解题思路:(1)对小球受力分析,受重力、支持力和拉力,根据平衡条件并运用合成法列式求解;

    (2)对小球和斜面体整体受力分析,受重力、拉力、支持力和摩擦力,根据平衡条件并运用正交分解法列式求解.

    (1)选小球为研究对象,受力分析并合成如图:

    由平衡条件:F′=mg

    由平面几何知识可得:N与F′夹角为30°,T与F′夹角也为30°

    故画出的平行四边形为菱形,连接对角线便可找出直角三角形:

    故:cos30°=

    1

    2mg

    T=

    1

    2mg

    N

    得:T=N=

    3mg

    3=

    10

    3

    3N

    (2)再对小球和斜面组成的整体受力分析,受力分析如图:

    根据共点力平衡条件,有:

    水平方向:f=Tsin30°

    竖直方向:N+Tcos30°=(M+m)g

    解得:

    f=Tcos30°=

    5

    3

    3N;

    N=(M+m)g-Tcos30=(1+3)×10-

    3

    10

    3

    3=35N

    若恰好滑动,动摩擦因数为:μ=

    f

    N=

    5

    3

    3

    35=

    3

    21;

    答:(1)悬绳对小球的拉力和斜面对小球支持力的大小均为

    10

    3

    3N;

    (2)为使整个系统静止不动,斜面与地面的动摩擦因数至少为

    3

    21.

    点评:

    本题考点: 共点力平衡的条件及其应用;力的合成与分解的运用.

    考点点评: 对小球和斜面进行受力分析,运用力的合成或分解结合共点力平衡条件解决问题.选择好合适的研究对象有事半功倍的效果.

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