如图所示,在质量为1kg的重物上系着一条长30cm的细绳,细绳的另一端连着套在水平棒上可以滑动的圆环,环与棒间的动摩擦因数为0.75,另有一条细绳,其一端跨过定滑轮,定滑轮固定在距离圆环0.5m的地方.当细绳的端点挂上重物G,而圆环将要滑动时,试问:(1)长为30cm的细绳的张力是多少?(2)圆环将要开始滑动时,重物G的质量是多少?(3)角φ多大?(环的重力忽略不计)

问题描述:

如图所示,在质量为1kg的重物上系着一条长30cm的细绳,细绳的另一端连着套在水平棒上可以滑动的圆环,环与棒间的动摩擦因数为0.75,另有一条细绳,其一端跨过定滑轮,定滑轮固定在距离圆环0.5m的地方.当细绳的端点挂上重物G,而圆环将要滑动时,试问:

(1)长为30cm的细绳的张力是多少?
(2)圆环将要开始滑动时,重物G的质量是多少?
(3)角φ多大?(环的重力忽略不计)

对环,如图1所示:由平衡条件Fx=0,Fy=0,建立方程有:   μFN-FTcosθ=0,    FN-FTsinθ=0.所以tanθ=1μ=43,θ=arctan1μ=arctan43=53°因AB=50cm,AO=30cm,根据数学知识得AOB是直角...
答案解析:(1)以圆环为研究对象,圆环将要开始滑动,在共点力作用下仍处于平衡状态,根据平衡条件求出θ.由几何知识求出角φ.以物体O为研究对象,根据平衡条件求出长为30cm的细绳的张力.
(2)圆环将要开始滑动时,长为30cm的细绳的张力已求出,以物体O为研究对象,由平衡条件求出重物G的质量.
(3)根据几何知识求出角φ.
考试点:共点力平衡的条件及其应用;力的合成与分解的运用.


知识点:本题涉及三个物体平衡的问题,分析受力时要注意环的重力不计.当环刚要滑动时静摩擦力达到最大值.