Question

【題目】如圖所示，質量為m的物塊A被輕質細繩系住斜放在傾角為30°的斜面上，物塊A與斜面間的動摩擦因數為. 細繩繞過定滑輪O右端固定在天花板上，細繩上一光滑動滑輪O′下方懸掛著重物B，整個裝置處于靜止狀態(tài)，此時細繩左右兩邊與豎直方向的夾角、. 已知重力加速度為g，最大靜摩擦力近似等于滑動摩擦力。求：

（1）重物B的質量為多少時，A與斜面間恰好沒有摩擦力作用？

（2）在滿足第（1）問情景時，水平地面對斜面的摩擦力為多大？

（3）要物塊A能在斜面上保持靜止，求重物B的質量應滿足的條件？（斜面此時仍然靜止）。

Answer 1

【答案】（1）（2），方向水平向右（3）

【解析】

根據物體A能靜止在斜面上其所可能有向上的運動的趨勢，也可能有向下運動的趨勢，所以A受的靜摩擦力方向可能向上也可能向下，其臨界當A與斜面間的摩擦達到最大靜摩擦力，再根據平衡條件列方程求解。

（1）受力分析可知：

A與斜面間恰好沒有摩擦力作用即f=0，根據平衡條件：

，

解得

，

由B受力平衡可知：

可知：

（2）對斜面體受力分析和平衡條件可知：

（3）如果物體A恰好不上滑，則對A，

平行斜面方向：

垂直斜面方向：

解得：

如果物體A恰好不下滑，摩擦力反向，則對A

平行斜面方向：

垂直斜面方向：

解得：

對物休B，根據平衡條件，有：

故繩子的拉力等于物體B的重力，故物體B的質量范圍為：