问题 问答题

如图所示,质量M=2

3
kg的木块A套在水平杆上,并用轻绳将木块A与质量m=
3
kg的小球相连.今用跟水平方向成α=30°角的力F=10
3
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:

(1)运动过程中轻绳与水平方向夹角θ;

(2)木块与水平杆间的动摩擦因数μ.

答案

(1)设细绳对B的拉力为T.以小球为研究对象,分析受力,作出力图如图1,由平衡条件可得:

Fcos30°=Tcosθ ①

Fsin30+Tsinθ=mg ②

代入解得,T=10

3
N,tanθ
3
3
,即θ=30°

(2)以木块和小球组成的整体为研究对象,分析受力情况,如图2.再平衡条件得

Fcos30°=f

N+Fsin30°=(M+m)g

又f=μN

得到,μ=

Fcos30°
(M+m)g-Fsin30°

代入解得,μ=

3
5

答:

(1)运动过程中轻绳与水平方向夹角θ=30°;

(2)木块与水平杆间的动摩擦因数μ=

3
5

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