Question

8．如图所示两个轻环a和b套在位于竖直面内的一段固定圆弧上；一细线穿过两轻环，其两端各系一质量为m的小球．在a和b之间的细线上悬挂一小物块．平衡时，a、b间的距离恰好等于圆弧的半径．不计所有摩擦．试求小物块的质量．

Answer 1

分析 以悬挂点O′为研究对象，求解∠aO'b的大小，再根据几何关系结合平行四边形法则求解．

解答 解：设悬挂小物块的点为O'，圆弧的圆心为O，由于ab=R，所以三角形Oab为等边三角形．

根据几何知识可得∠aO'b=120°，而在一条绳子上的张力大小相等，故有T=mg，
小物块受到两条绳子的拉力作用大小相等，夹角为120°，故受到的合力等于mg，
因为小物块受到绳子的拉力和重力作用，且处于平衡状态，故拉力的合力等于小物块的重力为mg，所以小物块的质量为m．
答：小物块的质量为m．

点评 本题主要是考查了共点力的平衡问题，解答此类问题的一般步骤是：确定研究对象、进行受力分析、利用平行四边形法则进行力的合成或者是正交分解法进行力的分解，然后在坐标轴上建立平衡方程进行解答．