Question

高二物理题

如图所示,楔形物体倾角θ=30°,放在水平地面上,轻质硬杆下端带有滑轮,上端顶有重为1000N的物体,硬杆只能沿滑槽上下滑动,不计一切摩擦,则:
⑴作用于楔形物体上的水平推力F多大时,才能将重物顶起?
⑵决定该装置能否省力的关键是什么?

答案:⑴577N
⑵θ∠45°

请会的各位讲下解题过程.谢谢!

Answer 1

这是一个力的二次分解的题目
首先 研究楔形物体
它受到水平力F，重力G，水平地面对他的支持力Fn以及滑轮垂直与斜面的一个相互作用力（后就叫压力吧）N，由于忽略一切摩擦，竖直方向不用管，水平方向 有：
N * Sinθ = F ①
然后转向轻质硬杆 它受到楔形物体对它作用力N"，(由牛顿第三定律得 N=N" ) ,自身重力G=1000N
然后在竖直方向有
N * Cosθ=G(本应该是大于或等于,现在按临界值计算) ②
综合 ① ② 得
F * Cotθ = G 化简得
G * Tanθ = F ③
将G = 1000N 代入
算得 F≈577.3N

由③可知
G * Tanθ = F
而Tan45°= 1
若θ > 45°,则Tan45°> 1
若θ < 45°,则Tan45°< 1
要想省力 F < G
所以θ∠45°

好难打哈~~!
谢谢

Answer 2

最聪明的方法是拿去问老师

Answer 3

释放A球，
Fba+Fca=-m*1
释放C球，Fac+Fbc=3m
Fac、Fca互为反作用力，大小相等，方向相反。下式加上式，Fba+Fbc=2m
释放B球，Fab+Fcb=-Fba-Fbc=-2m
所以加速度为2m/s2，向左