题目内容

2.如图,质量为m=5kg的小球穿在斜杆上,斜杆与水平方向的夹角为θ=37°,球恰好能在杆上匀速滑动.若球受到一大小为F=200N的水平推力作用,可使小球沿杆向上加速滑动(g取10m/s2),求:(sin37°=0.6   cos37°=0.8)
(1)小球与斜杆间的动摩擦因数μ的大小;
(2)小球沿杆向上加速滑动的加速度大小.

分析 小球匀速下滑,处于平衡正确,根据共点力平衡求出动摩擦因数的大小.施加F后,通过正交分解,运用牛顿第二定律求出小球上滑的加速度大小.

解答 解:(1)对小球,由平衡条件:
平行于杆方向:mgsinθ-f1=0.               ①
垂直于杆方向:N1-mgcosθ=0                               ②
f1=μN1.                                 ③
解得:μ=0.75m/s2.                                           ④
(2)水平推力作用后,对小球由牛顿第二定律:
平行于杆方向:Fcosθ-mgsinθ-f1=ma                          ⑤
垂直于杆方向:N2-Fsinθ-mgcosθ=0                           ⑥
f2=μN2
解得a=2m/s2
答:(1)小球与斜杆间的动摩擦因数μ的大小为0.75.
(2)小球沿杆向上加速滑动的加速度大小为2 m/s2

点评 解决本题的关键能够正确地受力分析,运用共点力平衡和牛顿第二定律进行求解.

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