图24甲所示,设弹力T存在,将各力正交分解,由于两物体匀速下滑,处于平衡状态,所以有:mgAsi
αTfA①mgBsi
αTfB②设两物体与斜面间动摩擦因数分别为μA、μB,,则:fAμANAμAmAgcosα③fBμBNBμBmBgcosα④由以上①②③④可解得:TmAgsi
αμAcosα和TmBgμBcosαsi
α若T0,应有:μAta
α,μBta
α由此可见,当μAμB时,绳子上的弹力T为零。若μA≠μB,绳子上一定有弹力吗?我们知道绳子只能产生拉力。当弹力存在时,应有:T>0,即:μA<ta
α,μB>ta
α所以只有当μA<μB时绳子上才有弹力。例5:如图25所示,物体系由A、B、C三个物体构成,质量分别为mA、mB、mC。用一水平力F作用在小车C上,小车C在F的作用下运动时能使物体A和B相对于小车C处于静止状态。求连接A和B的不可伸长的线的张力T和力F的大小。(一切摩擦和绳、滑轮的质量都不计)解析:在水平力F作用下,若A和B能相对于C静止,则它们对地必有相同的水平加速度。而A在绳的张力作用下只能产生水平向右的加速度,这就决定了F只能水平向右,可用整体法来求,而求张力必须用隔离法。取物体系为研究对象,以地为参考系,受重力mAmBmCg,推力F和地面的弹
隔离法第2页(共13页)
f高中物理竞赛经典方法大全
力N,如图25甲所示,设对地的加速度为a,则有:FmAmBmCa①隔离B,以地为参考系,受重力mBg、张力T、C对B的弹力NB,应满足:NBmBa,绳子的张力TmBg②隔离A,以地为参考系,受重力mAg,绳的张力T,C的弹力NA,应满足;NAmAg③TmAa④当绳和滑轮的质量以及摩擦都不计时,由②、④两式解出加速度:a
mBmA
g
mBmAmBmCgmA
代入①式可得:F
例6:如图26所示,一根轻质弹簧上端固定,下端挂一质量为m0的平盘,盘中有一物体质量为m,当盘静止时,弹簧的长度比其自然长度伸长了L,今向下拉盘,使弹簧再伸长ΔL后停止。然后松手放开,设弹簧总处在弹性限度以内,则刚松开手时盘对物体的支持力等于()A.1C.
LLLL
mg
B.1D.
LL
LL
mm0g
mg
mm0g
解析:确定物体m的加速度可用整体法,确定盘对物体的支持力需用隔离法。选整体为研究对象,在没有向下拉盘时有:KLmm0g①在向下拉伸ΔL又放手时有:KΔLmm0a②再选m为研究对象:FN-mgma③解得:FN1
LL
mg
应选A。此题也可用假设法、极限法求解。例7:如图27所示,AO是质量为m的均匀细杆,可绕r