高中 | 力的分解 题目答案及解析

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必修1

第三章 相互作用

3.5 力的分解

力的分解

如图所示,放在粗糙固定斜面上的物块$A$和悬挂的物块$B$均处于静止状态。轻绳$AO$绕过光滑的定滑轮与轻弹簧的右端及轻绳$BO$的上端连接于$O$点,轻弹簧中轴线沿水平方向,且弹簧伸长量为$5\sqrt{3}\;\rm cm$。轻绳的$OC$段与竖直方向的夹角$\theta=60^\circ$,斜面倾角$\alpha=30^\circ$,且物块$A$和斜面间的动摩擦因数$\mu =\dfrac{\sqrt{3}}{3}$,物块$A$的质量$m_{A}=5\;\rm kg$,弹簧的劲度系数$k=400\;\rm N/m$。重力加速度$g=10\;\rm m/s^{2}$,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。

求物块$B$的质量$m_{B}$

[["

$2\\;\\rm kg$

"]]

$O$点受力分析,如图所示,并正交分解,据平衡条件有

$kx-F\sin 60^\circ =0$

$F\cos 60^\circ -m_{B}g=0$

解得:$F=40\;\rm N$$m_{B}=2\;\rm kg$

求物块$A$受到的摩擦力$f$的大小。

[["

$15\\;\\rm N$

"]]

假设摩擦力沿斜面向下,则对物块$A$受力分析如图所示并正交分解,据平衡条件有

$F-m_{A}g\sin 30^\circ -f=0$

解得$f=15\;\rm N$,方向沿斜面向下。

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