Question

如圖所示，細繩OA長30cm，O端與質(zhì)量m=1kg的重物相連，A端與輕質(zhì)圓環(huán)（重力不計）相連，圓環(huán)套在水平棒上可以滑動；定滑輪固定在距離圓環(huán)50cm的B處，跨過定滑輪的細繩，兩端分別與重物m、重物G相連．若兩條細繩間的夾角φ=90°，圓環(huán)恰好沒有滑動，不計滑輪大小，整個系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)，滑動摩擦力等于最大靜摩擦力．求：
（1）圓環(huán)與棒間的動摩擦因數(shù)μ；
（2）重物G的質(zhì)量M．

Answer 1

分析：（1）圓環(huán)恰好沒有滑動，將要開始滑動時，所受的靜摩擦力剛好達到最大值．根據(jù)共點力平衡條件對環(huán)進行研究，求出tanθ，得到θ．
（2）物體m處于平衡狀態(tài)，根據(jù)共點力平衡條件求解細繩的張力．
（2）圓環(huán)將要滑動時，對重物進行受力分析，求解重物G的質(zhì)量．

解答：解：（1）因為圓環(huán)將要開始滑動，所受的靜摩擦力剛好達到最大值，有f=μN．
對環(huán)進行受力分析，則有：
μN-F_Tcosθ=0
N-F_Tsinθ=0
代入數(shù)據(jù)解得：μ=cotθ=

30

502-302

=0.75．
（2）對重物m：Mg=mgcosθ
所以：M=mcosθ=1×

30

50

kg=0.6kg
答：（1）圓環(huán)與棒間的動摩擦因數(shù)是0.75；
（2）重物G的質(zhì)量為0.6kg．

點評：本題是在共點力作用下重物的平衡問題，采用隔離法分別研究三個物體，分析受力情況是解題的關(guān)鍵之處．