解题思路:对小球受力分析,正交分解,根据平衡条件列方程求解绳子拉力,再以小球与劈整体为研究对象,由力的平衡条件列方程结合数学知识求解k的最小值.
小球受力如图所示.由平衡条件及正交分解法得:
Tsin60°+FNsin60°=mg
Tcos60°=FNcos60°
所以T=
3mg
3
再以小球与劈为研究对象,由力的平衡条件得:
Ff=Tcos60°
FN地=(m+M)g-Tsin60°
kFN地≥Ff.因此k≥
3m
3m+6M,可见最小值为k=
3m
3m+6M
答:k的最小值为=
3m
3m+6M.
点评:
本题考点: 共点力平衡的条件及其应用;物体的弹性和弹力.
考点点评: 当一个题目中有多个物体时,一定要灵活选取研究对象,分别作出受力分析,即可由共点力的平衡条件得出正确的表达式.