Question

2．如圖所示，質(zhì)量M=1kg的木塊套在水平固定桿上，并用輕繩與質(zhì)量m=0.5kg的小球相連，今用跟水平方向成60°角的力F=5$\sqrt{3}$N拉著小球并帶動(dòng)木塊一起向右勻速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)中M、m的相對(duì)位置保持不變，g=10m/s²．在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，求：
（1）輕繩與水平方向的夾角θ；
（2）木塊M與水平桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ．

Answer 1

分析 （1）先對(duì)小球m受力分析：已知力、重力、細(xì)線的拉力，根據(jù)平衡條件列式求輕繩與水平方向的夾角θ；
（2）再對(duì)滑塊M和小球m整體受力分析，已知力F、重力、彈力和摩擦力，根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件和摩擦力公式列式求動(dòng)摩擦因數(shù)μ．

解答 解：（1）m處于靜止?fàn)顟B(tài)，其合力為零．以m為研究對(duì)象，由平衡條件得：
水平方向：Fcos60°-Tcosθ=0          ①
豎直方向：Fsin60°-Tsinθ-mg=0     ②
由①②解得：θ=30°
（2）以M、m整體為研究對(duì)象，由平衡條件得：
水平方向：Fcos60°-μF_N=0        ③
豎直方向：Fsin60°+F_N-mg-Mg=0   ④
由③④得：$μ=\frac{{\sqrt{3}}}{3}$
答：
（1）輕繩與水平方向的夾角θ為30°；
（2）木塊M與水平桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ是$\frac{\sqrt{3}}{3}$．

點(diǎn)評(píng) 本題要靈活選擇研究對(duì)象，注意應(yīng)用整體法與隔離法，用整體法時(shí)一定要分清內(nèi)力與外力，正確地進(jìn)行受力分析．