Question

13．如图所示，一质量为M=2kg的铁块套在倾斜放置的杆上，杆与水平方向的夹角θ=60°，一轻绳一端连在铁块上，一端连在一质量为m=1kg的小球上，一水平力F作用在小球上，连接铁块与球的轻绳与杆垂直，铁块和球都处于静止状态．（g取10m/s²）求：
（1）拉力F的大小；
（2）杆对铁块的摩擦力的大小．

Answer 1

分析 （1）对B球受力分析，受重力、拉力F和细线的拉力T，根据平衡条件列式求解即可；
（2）铁块受重力、细线的拉力和静摩擦力，根据平衡条件列式求解．

解答 解：（1）对B球受力，如图：

根据力的平衡条件，有：
水平方向：Tsinθ=F
竖直方向：Tcosθ=mg
故：
F=mgtanθ
解得：
F=10$\sqrt{3}$ N
（2）由于绳对铁块的拉力垂直于铁块，且铁块处于静止状态，因此铁块受到的摩擦力等于铁块的重力沿斜面向下的分力，即：
F_f=Mgsinθ=2×10×$\frac{\sqrt{3}}{2}$=10$\sqrt{3}$N
答：（1）拉力F的大小为10$\sqrt{3}$N；
（2）杆对铁块的摩擦力的大小为10$\sqrt{3}$ N．

点评 本题关键是采用隔离法灵活选择研究对象，受力分析后根据平衡条件并结合正交分解法列式求解，基础题目．