Question

【题目】如图所示，质量kg的木块A套在水平杆上，并用轻绳将木块与质量kg的小球B相连。今用跟水平方向成=300角的力N，拉着球带动木块一起向右匀速运动，运动中M、m相对位置保持不变，取g=10m/s2。求：

（1）运动过程中轻绳与水平方向夹角；

（2）木块与水平杆间的动摩擦因数μ。

（3）当角为多大时，力F使球和木块一起向右匀速运动的拉力最小？最小拉力为多少？（只要求写出角度的函数值）

Answer 1

【答案】（1）300 （2） （3）

【解析】（1）设细绳对B的拉力为T．以小球为研究对象，分析受力，作出力图如图1，由平衡条件可得：
Fcos30°=Tcosθ ①
Fsin30+Tsinθ=mg ②
代入解得， ，即θ=30°
（2）以木块和小球组成的整体为研究对象，分析受力情况，如图2．再平衡条件得
Fcos30°=f
N+Fsin30°=（M+m）g
又f=μN
得到，
代入解得，μ=
（3）以木块和小球组成的整体为研究对象，分析受力情况，如图2．再平衡条件得
Fcosα=f
N+Fsinα=（M+m）g
又f=μN
联立得

当时，F有最小值，F=