Question

如图1-15所示，光滑匀质圆球的直径d=40cm，质量为M=20kg，悬线长L=30 cm，正方形物块A的厚度b=10cm，质量为m=2kg，物块A与墙之间的动摩擦因数μ=0.2.现将物块A轻放于球和墙之间后放手，取g=10m/s²,求：

图1-15

（1）墙对A的摩擦力为多大？

（2）施加一个与墙面平行的外力于物体A上，使物体A在未脱离圆球前贴着墙沿水平方向做加速度a=5m/s²的匀加速直线运动，那么这个外力的大小和方向如何？

Answer 1

解析：（1）球与物体A的受力图分别如图所示?

对球有：tanθ=

N=Mgtanθ=150N

对物体A有：

F_f=μN=30N＞mg

所以A物体处于静止状态，静摩擦力F_f1=mg=20 N.

（2）A沿水平方向运动，面对着墙看，作出A物体在竖直平面内的受力图如图所示，有：

Fsinα=mg

Fcosα-μN=ma?

解出：F=N,α=arctan.

答案：（1）20 N

（2）N  与水平方向成arctan角