题目内容

(14分)如图所示,质量M=kg的木块A套在水平杆上,并用轻绳将木块A与质量m=kg的小球相连,今用跟水平方向成α=30°角的力F=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:

⑴作出物体M和m的受力分析图;
⑵运动过程中轻绳与水平方向的夹角θ;
⑶木块与水平杆间的动摩擦因数μ。
⑴略,见解析;⑵θ=30°;⑶μ=

试题分析:⑴对小球m,受重力mg、外力F和轻绳的拉力FT作用,对木块M,受重力Mg、轻绳的拉力FT和水平杆的弹力FN、水平向左的滑动摩擦力f作用,其受力示意图如下图所示。

⑵对小球m,根据共点力平衡条件,在水平方向上有:Fcos30°-FTcosθ=0       ①
在竖直方向上有:Fsin30°+FTsinθ-mg=0        ②
由①②式联立解得:θ=30°
⑶对M、m整体,根据共点力平衡条件,在水平方向上有:Fcos30°-f=0        ③
在竖直方向上有:Fsin30°+FN-Mg-mg=0          
根据滑动摩擦定律有:f=μFN         
由③④⑤式联立并代入数据解得:μ=
练习册系列答案
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