题文
一轻绳跨过两个等高的轻定滑轮,两端分别挂上质量m1=4千克和m2=2千克的物体,如图所示,在滑轮之间的绳上悬挂物体M,为使三个物体能保持平衡.则M的取值范围为______<(千克)M<______(千克)
题型:未知 难度:其他题型
答案
设所求物体质量为mkg时,系统保持平衡,再设F1与竖直方向的夹角为θ1,F2与竖直方向的夹角为θ2,则根据平衡条件,有:
由①式和②式消去θ2,得
m2-8mcosθ1+12=0,
即m=4cosθ1±2 ③
∵cosθ2>0,∴由②式知,mg>4gcosθ1,故③式中m=4cosθ1-2不合题意,舍去.
又由于△=4cos2θ1-3≥0,解得 32≤cosθ1≤1.
经检验,当cosθ1=1时,cosθ2=0,不合题意,舍去.
∴23<m<6.
所求物体的质量在23kg到6kg之间变动时,系统可保持平衡.
故答案为:23,6.
解析
4gsinθ1=2gsinθ2 ①4gcosθ 1+2gcosθ2=mg ②
考点
据考高分专家说,试题“一轻绳跨过两个等高的轻定滑轮,两端分别挂.....”主要考查你对 [滑动摩擦力、动摩擦因数 ]考点的理解。
滑动摩擦力、动摩擦因数
滑动摩擦力的概念:
当一个物体在另一个物体的表面上相对运动时,受到的阻碍相对运动的力,叫滑动摩擦力。
滑动摩擦力产生条件:
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。
说明:三个条件缺一不可,特别要注意“相对”的理解。
滑动摩擦力的方向:
总跟接触面相切,并与相对运动方向相反。 “与相对运动方向相反”不能等同于“与运动方向相反”。滑动摩擦力方向可能与运动方向相同,可能与运动方向相反,可能与运动方向成一夹角。
滑动摩擦力的大小:
滑动摩擦力跟压力成正比,也就是跟一个物体对另一个物体表面的垂直作用力成正比。公式:F=μFN (F表示滑动摩擦力大小,FN表示正压力的大小,μ叫动摩擦因数)。
①FN表示两物体表面间的压力,性质上属于弹力,不是重力,更多的情况需结合运动情况与平衡条件加以确定;
②μ与接触面的材料、接触面的情况有关,无单位,而且永远小于1;
③滑动摩擦力大小,与相对运动的速度大小无关。
滑动摩擦力的作用效果:
总是阻碍物体间的相对运动,但并不总是阻碍物体的运动,可能是动力,也可能是阻力。
摩擦力大小的计算方法:





