Question

如圖（a）所示，質(zhì)量為M = 10kg的滑塊放在水平地面上，滑塊上固定一個(gè)輕細(xì)桿ABC，∠ABC = 45°．在A端固定一個(gè)質(zhì)量為m = 2kg的小球，滑塊與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為m = 0.5．現(xiàn)對(duì)滑塊施加一個(gè)水平向右的推力

F₁ = 84N，使滑塊做勻加速運(yùn)動(dòng)．求此時(shí)輕桿對(duì)小球作用力F₂的大小和方向．（取g＝10m/s²）

有位同學(xué)是這樣解的——

小球受到重力及桿的作用力F₂，因?yàn)槭禽p桿，所以F₂方向沿桿向上，受力情況如圖（b）所示．根據(jù)所畫的平行四邊形，可以求得：

F₂ ＝mg ＝ ×2×10N ＝ 20N．

你認(rèn)為上述解法是否正確？如果不正確，請(qǐng)說(shuō)明理由，并給出正確的解答．

Answer 1

結(jié)果不正確．

   

解析:

結(jié)果不正確．………………………………………………………（3分）

桿AB對(duì)球的作用力方向不一定沿著桿的方向，它可能會(huì)是右向上的方向．大小和方向具體由加速度a的大小來(lái)決定．并隨著加速度a的變化而變化．………………（2分）

由牛頓第二定律，對(duì)整體有  F－μ(M+m)g＝（M＋m）a …………   （3分）

解得a＝m/s² = 2 m/s²……（2分）

F₂ = （2分）

輕桿對(duì)小球的作用力F₂與水平方向夾角，斜向右上．           （2分）