问题
计算题
如图,一根弹性细绳原长为l,劲度系数为k,将其一端穿过一个光滑小孔O(其在水平地面上的投影点为O'),系在一个质量为m的滑块A上,A放在水平地面上。小孔O离绳固定端的竖直距离为l,小孔O离水平地面高度为h。滑块A与水平地面间的最大静摩擦力为正压力的μ倍。问:(滑块大小不计)
(1)当滑块与O'点距离为r时,弹性细绳对滑块A的拉力为多大?
(2)滑块处于怎样的区域内时可以保持静止状态?
答案
解:(1)
(2)设A静止时离O'的距离为r,此位置处A将受到四个力的作用,有
FN+Fcosα=mg,Fsinα=Ff
而F=kh/cosα,Ffmax=μFN
所以kr=Ff≤Ffmax=μ(mg-kh)
即r≤μ(mg-kh)/k,这表明,滑块可以在以O'为圆心,μ(mg-kh)/k为半径的圆域内的任一点保持静止状态