Question

某同學表演魔術(shù)時，將一小型條形磁鐵藏在自己的袖子里，然后對著一懸掛的金屬小球指手畫腳，結(jié)果小球在他神奇的功力下飄動起來．假設(shè)當隱藏的小磁鐵位于小球的左上方某一位置C （圖中θ=37°）時，金屬小球偏離豎直方向的夾角也是37°，如圖所示．已知小球的質(zhì)量為m=4.8Kg，該同學（含磁鐵）的質(zhì)量為M=50Kg，（sin37°=0.6cos37°=0.8g=10m/s²）求此時：
（1）懸掛小球的細線的拉力大小為多少？
（2）該同學受到地面的支持力和摩擦力大小各為多少？

Answer 1

分析：（1）小球處于靜止狀態(tài)，合外力為零，分析小球的受力情況，根據(jù)平衡條件求解懸掛小球的細線的拉力大��；
（2）對人研究，分析受力情況，由平衡條件求解地面的支持力和摩擦力大�。�

解答：解：（1）對小球受力分析：重力、細線的拉力和磁鐵的引力．設(shè)細線的拉力和磁鐵的引力分別為F₁和F₂．
根據(jù)平衡條件得：
水平方向：F₁sin37°=F₂sin37°
豎直方向：F₁cos37°+F₂cos37°=mg
解得：F₁=F₂=

mg

2cos37°

=

4.8×10

2×0.8

=30N．
（2）以人為研究對象，分析受力情況：重力Mg、地面的支持力N、靜摩擦力f和小球的引力F₂′，F(xiàn)₂′=F₂=30N．
根據(jù)平衡條件得：
f=F₂′sin37°=30×0.6N=18N
N=F₂′cos37°+Mg=30×0.8N+500N=524N
答：（1）懸掛小球的細線的拉力大小為30N．
（2）該同學受到地面的支持力和摩擦力大小各為18N和524N．

點評：本題采用隔離法研究，分析受力情況是解題的關(guān)鍵，再根據(jù)平衡條件進行求解．