如图所示，小球被轻质细绳系住斜吊着放在静止的光滑斜面上，设小球质量为m，斜面倾角α=30°，细绳与竖直方向夹角θ=30°，斜面体的质量M=3m，置于粗糙水平面上

题文

如图所示，小球被轻质细绳系住斜吊着放在静止的光滑斜面上，设小球质量为m，斜面倾角α=30°，细绳与竖直方向夹角θ=30°，斜面体的质量M=3m，置于粗糙水平面上．求：
（1）当斜面体静止时，细绳对小球拉力的大小？
（2）地面对斜面体的摩擦力的大小和方向？
（3）若地面对斜面体的最大静摩擦力等于地面对斜面体支持力的k倍，为了使整个系统始终处于静止状态，k值必须满足什么条件？

题型：未知 难度：其他题型

答案

（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：
由：cos30°=G2T得：T=

33mg
（2）、（3）选小球和斜面组成的系统为研究对象，受力分析如图，由平衡条件得：



N+Tcos30°=（M+m）g，
解得：N=（M+m）g-mg2=Mg+mg2=3.5mg
水平方向上：f=Nsin30°=

36mg，方向水平向左．
为了使整个系统始终处于静止状态，则最大静摩擦力f_max≥f
所以kN≥f
解得：k≥

321
答：（1）当斜面体静止时，细绳对小球拉力的大小为

33mg；
（2）地面对斜面体的摩擦力的大小为

36mg，方向水平向左；
（3）为了使整个系统始终处于静止状态，k值必须满足k≥

321．

解析

G2T

考点

据考高分专家说，试题“如图所示，小球被轻质细绳系住斜吊着放在静.....”主要考查你对 [静摩擦力 ]考点的理解。

静摩擦力

静摩擦力概念：

当一个物体在另一个物体的表面上有相对运动的趋势时，受到的阻碍相对运动趋势的力，叫静摩擦力。
静摩擦力产生条件：

①接触面粗糙；
②相互接触的物体间有弹力；
③接触面间有相对运动趋势。
说明：三个条件缺一不可，特别要注意“相对”的理解。
静摩擦力的方向：
总跟接触面相切，并与相对运动趋势方向相反。 
静摩擦力的作用效果：
总是阻碍物体间的相对运动运动趋势。
 

判断静摩擦力方向的方法：
①假设法：首先假设两物体接触面光滑，这时若两物体不发生相对运动，则说明它们原来没有相对运动趋势，也没有静摩擦力；若两物体发生相对运动，则说明它们原来有相对运动趋势，并且原来相对运动趋势的方向跟假设接触面光滑时相对运动的方向相同。然后根据静摩擦力的方向跟物体相对运动趋势的方向相反确定静摩擦力方向。
②平衡法：根据二力平衡条件可以判断静摩擦力的方向。
静摩擦力的大小：
①与相对运动趋势的强弱有关，趋势越强，静摩擦力越大，但不能超过最大静摩擦力，即0≤f≤f_m，但跟接触面相互挤压力F_N无直接关系。具体大小可由物体的运动状态结合动力学规律求解。
②最大静摩擦力略大于滑动摩擦力，在中学阶段讨论问题时，如无特殊说明，可认为它们数值相等。
 
判定摩擦力有无及方向的方法：

相对运动趋势：

相对运动趋势是指以发生摩擦作用的物体中施加摩擦力的物体为参考系，受力物体的运动趋势方向。
最大静摩擦力：
两个相互接触的物体，在即将发生相对运动而又未发生相对运动时产生的摩擦力称为最大静摩擦力。最大静摩擦力是静摩擦力的最大值，与接触面间的压力成正比，略大于滑动摩擦力。最大静摩擦力是静摩擦力与滑动摩擦力的一个临界值，是判定接触面间是否出现相对滑动的重要依据。