解答题如图所示,一根绳穿过两个定滑轮,且两端分别挂有5N和3N的重物,现在两个滑轮之间的绳上挂一个重量为m(N)的物体,恰好使得系统处于平衡状态,求正数m的取值范围.(滑轮大小可忽略不计)
网友回答
解:如图建立坐标系,记OB、OA与y轴的正半轴的夹角
分别为α,β,则由三角函数定义得,
由于系统处于平衡状态,∴
∴
两式平方相加得34+30cos(α+β)=m2
由(1)知sinβ=sinα,而α,β∈[0,]
∴β随α单调递增,且sinβ≤=sinθ
∴0≤β≤θ
且(写成不扣分,这时α,β均为0)
从而,(这里α+β的范围不是(0,π),这是易错点)
∴,即
∴16≤m2<64∴正数m的取值范围为4≤m<8.解析分析:本题由向量加法的物理意义建立方程得到具有物理背景的量的方程,然后根据三角的相关公式整理出正数m关于角的函数,再进行恒等变换求出参数的取值范围.点评:本题考点是平面微量的正交分解及坐标表示,考查了有实际物理背景的向量之间的运算,本题用向量的加法法则建立起相关的方程,然后求出参数,用向量方法求解物理问题是向量的一个重要运用,就好好总结物理量与向量的关联方法.