线轮的两部分半径不同（其侧视图如图a所示），大轮半径R=10cm，小轮半径r=5cm．线轮可绕固定支架上的光滑水平轴OO′转动，小轮通过细绳与放在水平桌面上的物体A相连，大轮通过细线与物体B相连，如图b所示．A、B质量分别为mA=4kg、mB=0.75kg，A与桌面间的动摩擦因数μ=0.5，B的下表面距地面高h=1m．不计细绳和线轮的质量，整个系统处于静止状态．（g=10m/s2）求：（1）物体A所受到的静摩擦力大小．（2）将物体B换成一个大小相同，质量为原来两倍的物体B′后，整个系统由静止开始运动，当物体B′落到地面的瞬间，物体A的速度大小．（3）在（2）描述的情况下，B′从开始运动至落地的时间．试题及答案-解答题-云返教育

试题详情

线轮的两部分半径不同（其侧视图如图a所示），大轮半径R=10cm，小轮半径r=5cm．线轮可绕固定支架上的光滑水平轴OO′转动，小轮通过细绳与放在水平桌面上的物体A相连，大轮通过细线与物体B相连，如图b所示．A、B质量分别为m_A=4kg、m_B=0.75kg，A与桌面间的动摩擦因数μ=0.5，B的下表面距地面高h=1m．不计细绳和线轮的质量，整个系统处于静止状态．（g=10m/s²）求：
（1）物体A所受到的静摩擦力大小．
（2）将物体B换成一个大小相同，质量为原来两倍的物体B′后，整个系统由静止开始运动，当物体B′落到地面的瞬间，物体A的速度大小．
（3）在（2）描述的情况下，B′从开始运动至落地的时间．

试题解答

见解析

解：（1）设水平细绳张力大小为T_A，竖直细绳张力大小为T_B．以OO’转轴，线轮处于力矩平衡状态，有
T_Ar=T_BR
又T_B=m_Bg
解得T_A=

m_Bg=

0.10

0.05

×0.75×10N=15N
由于物体A静止，它所受到的静摩擦力大小为f_A=T_A=15N
（2）对整个系统，由动能定理m_B′gh-μm_Ags_A=

m_B′v_B²+

m_Av_A²
由于

，所以有s_A=

h，
v_B=2v_A
可解得v_A=

√

(2m_B′-μm_A)gh

m_A+4m_B′

√

(2×1.5-0.5×4)×10×1

4+4×1.5

m/s=1m/s
（3）由于B所受的重力不变，A所受的摩擦力不变，所以A、B均做匀加速直线运动．
由（2）可得B′落地时的速度为v_B=2v_A=2m/s
故B′运动的平均速度为v_B=

v_B

=1m/s
t=

v_B

s=1s
答：（1）物体A所受到的静摩擦力大小为15N．
（2）物体A的速度大小为1m/s．
（3）物体B′从开始运动至落地的时间为1s．

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选修2-2 人教版解答题高中物理

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