题目内容

2.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拉着小球并带动木块一起向右匀速运动,运动中M、m的相对位置保持不变,g=10m/s2.在运动过程中,求:
(1)轻绳与水平方向的夹角θ
(2)木块M与水平杆间的动摩擦因数μ.

分析 (1)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;
(2)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.

解答 解:(1)m处于静止状态,其合力为零.
以m为研究对象,由平衡条件得:
水平方向Fcos60°-FTcosθ=0      ①
竖直方向Fsin60°-FTsinθ-mg=0   ②
解得:θ=30°
(2)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.由平衡条件得
水平方向Fcos60°-μFN=0       ③
竖直方向FN+Fsin60°-Mg-mg=0  ④
由③④得μ=$\frac{\sqrt{3}}{3}$
答:(1)轻绳与水平方向的夹角θ为30°;
(2)木块M与水平杆间的动摩擦因数μ为$\frac{\sqrt{3}}{3}$

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,正确的受力分析是解题的关键.

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