如图所示,光滑固定斜面上有一个质量为10kg的小球被轻绳拴住悬挂在天花板上,已知绳子与竖直方向的夹角为45°,斜面倾角30°,整个装置处于静止状态,(g取10m/s2);求:(所有结果均保

问题描述:

如图所示,光滑固定斜面上有一个质量为10kg的小球被轻绳拴住悬挂在天花板上,已知绳子与竖直方向的夹角为45°,斜面倾角30°,整个装置处于静止状态,(g取10m/s2);求:(所有结果均保留三位有效数字)

(1)绳中拉力的大小和斜面对小球支持力的大小;
(2)若另外用一个外力拉小球,能够把小球拉离斜面,求最小的拉力的大小.

(1)如图,水平竖直建立直角坐标系,对小球做受力分析,把不在轴上的力沿轴分解,
列平衡方程如下  Tcos45°-Nsin30°=0
    Tsin45°+Ncos30°-mg=0
由以上两式解得N=73.2N,T=51.8N
(2)当所用的拉力与绳子垂直向右时,经分析得拉力的最小值为Fm=mgsin45°
代数解得Fm=70.7N
答:
(1)绳中拉力的大小和斜面对小球支持力的大小分别为51.8N和73.2N;
(2)若另外用一个外力拉小球,能够把小球拉离斜面,最小的拉力的大小为70.7N.