Question

11．如图所示，质量M=2kg的木块套在水平固定杆上，并用轻绳与质量m=1kg的小球相连．今用跟水平方向成60°角的力F=10$\sqrt{3}$N拉着球并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，g=10ms²．求：
（1）木块M与水平杆间的摩擦力；
（2）轻绳与水平方向夹角θ．

Answer 1

分析 （1）对小球和滑块整体受力分析，受已知力、重力、弹力和摩擦力，根据共点力平衡条件列式求解．
（2）对小球受力分析，受已知力、重力、细线的拉力，根据平衡条件列式求解．

解答 解：（1）M、m整体处于静止状态，可看做整体，系统所受合力为零．
以M、m整体为研究对象．由平衡条件，水平方向Fcos60°-f=0，
解得：f=Fcos60°=10$\sqrt{3}$N×$\frac{1}{2}$=5$\sqrt{3}$N；
（2）m处于静止状态，其合力为零．
以m为研究对象，由平衡条件，水平方向：Fcos60°-F_Tcosθ=0，
竖直方向：Fsin60°-F_Tsinθ-mg=0，
解得：θ=30°；
答：（1）木块M与水平杆间的摩擦力为5$\sqrt{3}$N；
（2）轻绳与水平方向夹角θ为30°．

点评 本题要注意应用整体法与隔离法的正确使用，注意应用整体法时一定要分清内力与外力，正确的受力分析．