题目内容
【题目】如图所示，质量为M=5kg的光滑圆槽放置在光滑的水平面上，圆槽的圆弧所对圆心角为θ=120°。圆槽内放一质量为m=1kg的小球，今用一水平恒力F作用在圆槽上，并使小球相对圆槽静止随圆槽一起运动.g=10m/s2.则:
（1）当F=60N时，小球与圆槽相对静止时，求槽对小球的支持力;
（2）要使小球不离开槽而能和槽相对静止一起运动，F不能超过多少?
【答案】（1）
（2）
【解析】（1）设m静止时与圆心连接和竖直方向的夹角为α，由牛顿第二定律得：
对M、m： 
，解得
，
对m： 
，解得： 
，
槽对球的支持力： 
；
（2）当m静止时与圆心连接和竖直方向的夹角： 
时，
m的加速度最大，由牛顿第二定律得： 
，
此时拉力最大，对M、m系统，根据牛顿第二定律可得： 
；
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