如图所示,一质量为M=3kg的铁块套在倾斜放置的杆上,铁块与杆之间的动摩擦因数μ=,且最大静摩擦力和滑动摩擦力...
问题详情:
如图所示,一质量为M=3kg的铁块套在倾斜放置的杆上,铁块与杆之间的动摩擦因数μ=,且最大静摩擦力和滑动摩擦力大小相等.杆与水平方向成θ=60°角,一轻绳一端连接在铁块上,一端连在一质量m=2kg的小球上,一水平力F作用在小球上,连接铁块与绳的轻绳与杆垂直,铁块和小球都处于静止状态,取g=10m/s2.则( )
A. 拉力F的大小为10N
B. 铁块所受的摩擦力大小为15N
C. 若将F在图示的平面内沿逆时针方向缓慢地转过300,此过程中铁块受到的摩擦力逐渐减小
D. 若将连接铁块与轻绳之间的轻绳突然剪断,则铁块受到的摩擦力将减小
【回答】
考点: 共点力平衡的条件及其应用;摩擦力的判断与计算.
专题: 共点力作用下物体平衡专题.
分析: B球和铁块都处于平衡状态,对B球受力分析,根据平衡条件列式即可求解F及铁块所受的摩擦力大小,将F在图示的平面内沿逆时针方向缓慢地转过30°的过程中,绳子的拉力变化不影响沿斜面方向的力,所以摩擦力仍然等于重力沿斜面的分量,不变,将连接铁块与轻绳之间的轻绳突然剪断后,分析铁块的受力情况,判断铁块的运动情况即可求解.
解答: 解:A、B球处于平衡状态,对B球受力分析,根据平衡条件得:
,
解得:F=20×=20,故A错误;
B、铁块处于平衡状态,对铁块进行受力分析,根据平衡条件得:
f=Mgcos30°=30×=15N,故B错误;
C、将F在图示的平面内沿逆时针方向缓慢地转过30°的过程中,绳子的拉力变化不影响沿斜面方向的力,
所以摩擦力仍然等于重力沿斜面的分量,不变,故C错误;
D、将连接铁块与轻绳之间的轻绳突然剪断后,最大静摩擦力=7.5N<Mgcos30°,
则铁块开始滑动,摩擦力大小为7.5N,变小,故D正确.
故选:D
点评: 本题的关键是能正确分析B球和铁块的受力情况,根据平衡条件列式求解,注意D*要先考虑铁块所处的运动状态,难度适中.
知识点:共点力的平衡
题型:选择题