(10分)在如图的装置中，两个光滑的定滑轮的半径很小，表面粗糙的斜面固定在地面上，斜面的倾角为θ＝30°.用一根跨过定滑轮的细绳连接甲、乙两物体，把甲物体放在斜

题文

(10分)在如图的装置中，两个光滑的定滑轮的半径很小，表面粗糙的斜面固定在地面上，斜面的倾角为θ＝30°.用一根跨过定滑轮的细绳连接甲、乙两物体，把甲物体放在斜面上且连线与斜面平行，把乙物体悬在空中，并使悬线拉直且偏离竖直方向α＝60°.现同时释放甲、乙两物体，乙物体将在竖直平面内振动，当乙物体运动经过最高点和最低点时，甲物体在斜面上均恰好未滑动．已知乙物体的质量为m＝1 kg，若取重力加速度g＝10 m/s².试求：


 
(1)乙物体运动经过最高点和最低点时悬绳的拉力大小；
(2)甲物体的质量及斜面对甲物体的最大静摩擦力．

题型：未知 难度：其他题型

答案

(1)5 N 20 N (2)2.5 kg 7.5 N

解析

(1)设乙物体运动到最高点时，绳子上的弹力为F_T1
对乙物体F_T1＝mgcosα＝5 N
当乙物体运动到最低点时，绳子上的弹力为F_T2
对乙物体由机械能守恒定律：mgl(1－cosα)＝

mv²
又由牛顿第二定律：F_T2－mg＝m


得：F_T2＝mg(3－2cosα)＝20 N.
(2)设甲物体的质量为M，所受的最大静摩擦力为F_f，
乙在最高点时甲物体恰好不下滑，有：Mgsinθ＝F_f＋F_T1
得：Mgsinθ＝F_f＋mgcosα
乙在最低点时甲物体恰好不上滑，有：
Mgsinθ＋F_f＝F_T2
得：Mgsinθ＋F_f＝mg(3－2cosα)
可解得：M＝

＝2.5 kg
F_f＝

mg(1－cosα)＝7.5 N.

考点

据考高分专家说，试题“(10分)在如图的装置中，两个光滑的定滑.....”主要考查你对 [力的合成 ]考点的理解。

力的合成

合力与分力：
当一个物体受到几个力的共同作用时，我们常常可以求出这样一个力，这个力产生的效果跟原来几个力的共同效果相同，这个力就叫做那几个力的合力，原来的几个力叫做这个力的分力。
①合力与分力是针对同一受力物体而言的。
②一个力之所以是其他几个力的合力，或者其他几个力之所以是这个力的分力，是冈为这一个力的作用效果与其他几个力共同作用的效果相当，合力与分力之间的关系是一种等效替代的关系。
③合力可能大于任何一个分力，也可能小于任何一个分力，也可能介于两个分力之间。
④如果两个分力的大小不变，夹角越大，合力就越小；夹角越小，合力就越大。
⑤两个大小一定的力F1、F2，其合力的大小范围

力的运算法则:

1．平行四边形定则
作用在同一点的两个互成角度的力的合力，不等于两分力的代数和，而是遵循平行四边形定则。如果以表示两个共点力F1和F2的线段为邻边作平行四边形，那么合力F的大小和方向就可以用这两个邻边之间的对角线表示，这叫做力的平行四边形定则，如图所示。



2．三角形定则和多边形定则如图(a)所示，两力F1、F2合成为F的平行四边形定则，可演变为(b)图，我们将(b)图称为三角形定则合成图，即将两分力F1、F2首尾相接，则F就是由F，的尾端指向F2的首端的有向线段所表示的力。



如果是多个力合成，则由三角形定则合成推广可得到多边形定则，如图为三个力F1，F2、F3的合成图，F 为其合力。