Question

如圖所示，質量M=2

3

kg的木塊A套在水平桿上，并用輕繩將木塊A與質量m=

3

kg的小球相連．今用跟水平方向成α=30⁰角的力F=10

3

N，拉著球帶動木塊一起向右勻速運動，運動中M、m相對位置保持不變，取g=10m/s²．求：
（1）運動過程中輕繩與水平方向夾角θ；
（2）木塊與水平桿間的動摩擦因數μ．

Answer 1

分析：（1）以小球為研究對象，分析受力，作出力圖，根據平衡條件求解輕繩與水平方向夾角θ；
（2）以木塊和小球組成的整體為研究對象，分析受力情況，由平衡條件和摩擦力公式求解木塊與水平桿間的動摩擦因數μ．

解答：解：（1）設細繩對B的拉力為T．以小球為研究對象，分析受力，作出力圖如圖1，由平衡條件可得：
   Fcos30°=Tcosθ ①
  Fsin30+Tsinθ=mg ②
代入解得，T=10

3

N，tanθ

3

3

，即θ=30°
（2）以木塊和小球組成的整體為研究對象，分析受力情況，如圖2．再平衡條件得
    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）運動過程中輕繩與水平方向夾角θ=30°；
（2）木塊與水平桿間的動摩擦因數μ=

3

5

．

點評：本題涉及兩個物體的平衡問題，研究對象的選擇要靈活，此題采用隔離法與整體相結合的方法，也可以就采用隔離法研究．