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如圖，固定于豎直面內的粗糙斜桿，在水平方向夾角為30°，質量為m的小球套在桿上，在大小不變的拉力作用下，小球沿桿由底端勻速運動到頂端，為使拉力做功最小；
求（1）拉力F與桿的夾角a
（2）拉力F的大�。�
分析：要確定拉力做功最小的條件，要分析小球受到的各個力及做功情況：重力做負功，彈力不做功，拉力F做正功，又因小球做勻速運動，動能的變化為零，那么只要摩擦力不做功，即摩擦力為零，則拉力F做功最小，然后正交分解小球受到的各力，列力的平衡方程解答即可求出答案．
解答：解：解：∵小球勻速運動，由動能定理得；WF+Wf-WG=0
     要使拉力做功最小則Wf=0，即摩擦力為0．
     分析小球受的各力然后正交分解列方程：
     垂直斜面方向：Fsinα=mgcos30°
     沿斜面方向：Fcosα=mgsin30°
     解以上兩方程得：α=60°，F(xiàn)=mg
 答：（1）拉力F與桿的夾角為60°；
     （2）拉力F的大小為mg．
點評：解答本題的關鍵是通過分析小球的受力及各力做功情況，再結合動能定理得出拉力F做功最小時摩擦力為零．
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖，固定于豎直面內的粗糙斜桿，與水平方向夾角為30°，質量為m=1kg的小球套在桿上，小球與桿間動摩擦因數(shù)為μ=
3
3
，在大小不變的拉力作用下，小球沿桿由底端勻速運動到頂端（假設小球具備一定初速度），為使拉力最小，拉力F與桿的夾角α=
30°
30°
，拉力大小F=
5
3
5
3
N．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2010?上海）如圖，固定于豎直面內的粗糙斜桿，與水平方向夾角為30°，質量為m的小球套在桿上，在大小不變的拉力作用下，小球沿桿由底端勻速運動到頂端．為使拉力做功最小，拉力F與桿的夾角α=
60°
60°
，拉力大小F=
mg
mg
．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖，固定于豎直面內的粗糙斜桿，在水平方向夾角為，質量為m的小球套在桿上，在大小不變的拉力作用下，小球沿桿由底端勻速運動到頂端，為使拉力做功最小，拉力F與桿的夾角a=____，拉力大小F=_____。

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科目：高中物理 來源：2010年高考試題（上海卷）解析版 題型：填空題

 如圖，固定于豎直面內的粗糙斜桿，與水平方向夾角為30°，質量為m的小球套在桿上，在大小不變的拉力作用下，小球沿桿由底端勻速運動到頂端。為使拉力做功最小，拉力F與桿的夾角a＝__________，拉力大小F＝_______________。

 

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