在固定于地面的斜面上垂直安放一个挡板,截面为??圆的柱状物体甲放在斜面上,半径与甲相等的光滑圆球乙被夹在甲与挡板之间,没有与斜面接触而处于静止状态,如图所示.?已知甲

发布时间:2020-08-12 17:30:50

在固定于地面的斜面上垂直安放一个挡板,截面为??圆的柱状物体甲放在斜面上,半径与甲相等的光滑圆球乙被夹在甲与挡板之间,没有与斜面接触而处于静止状态,如图所示.?已知甲的质量为10kg,乙的质量为10kg,乙的球心到斜面的距离为其半径的1.5倍,斜面倾角300.求:
(1)甲对斜面的压力
(2)乙球对挡板的压力
(3)若认为最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力,为保证甲静止,求甲与斜面的摩擦因素需满足什么条件?

网友回答

解:(1)以整体为研究对象,则斜面对甲的支持力N4=(m1+m2)gcosθ=200×N=100N,则由牛顿第三定律得甲对斜面的压力大小为100N.
(2)设球心连线O1O2与斜面的夹角为α,根据几何知识可知 sinα=0.75
以甲为研究对象,分析受力情况,根据平衡条件得:
??? N3sinα+mgcos30°=N4,
??? f=N3cosα-mgsin30°
解得,乙对甲的弹力为? N3=N,斜面对甲的摩擦力f=
对整体:挡板对乙的支持力为 N2=f+2mgsin30°=
(3)为保证甲静止,f≤μN4,解得,μ≥
答:
(1)甲对斜面的压力是100N.
(2)乙球对挡板的压力是
(3)为保证甲静止,甲与斜面的摩擦因素需满足的条件是μ≥.
解析分析:(1)以整体为研究对象,分析受力情况,由平衡条件求解甲对斜面的压力.
(2)由几何知识求出球心连线O1O2与斜面的夹角.先以甲为研究对象,分析受力情况,根据平衡条件求出乙对甲的弹力和斜面对甲的摩擦力,再对整体分析,可得到乙球对挡板的压力.
(3)为保证甲静止,甲所受的静摩擦力不大于最大静摩擦力,即可求出甲与斜面的摩擦因素需满足的条件.

点评:本题是两个物体的平衡问题,首先要灵活选择研究对象,其次要正确分析受力情况,作出力图.
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