题目内容

(08年南京市一模)(10分)如图(a)所示,质量为M = 10kg的滑块放在水平地面上,滑块上固定一个轻细杆ABC,∠ABC = 45°.在A端固定一个质量为m = 2kg的小球,滑块与地面间的动摩擦因数为m = 0.5.现对滑块施加一个水平向右的推力F1 = 84N,使滑块做匀加速运动.求此时轻杆对小球作用力F2的大小和方向.(取g=10m/s2

有位同学是这样解的――

小球受到重力及杆的作用力F2,因为是轻杆,所以F2方向沿杆向上,受力情况如图(b)所示.根据所画的平行四边形,可以求得:

F2 mg×2×10N = 20N.

你认为上述解法是否正确?如果不正确,请说明理由,并给出正确的解答.

   

   解析

结果不正确.………………………………………(2分)

 

    杆AB对球的作用力方向不一定沿着杆的方向,它可能会是右向上的方向.大小和方向具体由加速度a的大小来决定.并随着加速度a的变化而变化.………………(2分)

 

由牛顿第二定律,对整体有  Fμ(M+m)g=(Mma ………………………(2分)

 

解得am/s2 = 2 m/s2………………(1分)

 

F2 = …………(1分)

 

轻杆对小球的作用力F2与水平方向夹角,斜向右上.(2分)

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