Question

一個箱子放在水平地面上，箱內有一同定的豎直桿，在桿上套著一個環，箱子與桿的總質量為M，環的質量為m，如圖所示，已知環沿桿勻加速下滑時，環與桿間的摩擦力大小為F_f，則此時箱子對地面的壓力大小為多少？

Answer 1

解法一：隔離法：
取箱子為研究對象，其受力情況是：重力Mg、地面對箱子的支持力F、環對桿（即對箱）的摩擦力F_f，因木箱靜止，由牛頓第二定律知：F－Mg－F_f=0，故F=Mg+F_f
由牛頓第三定律得箱子對地面的壓力為F'=F=Mg+F_f
解法二：整體法
取箱子與環整體為研究對象，其受力情況為：重力（M+m）g、地面的支持力F，由牛頓第二定律可得：
-F+（M+m）g=M·O+ma  ①（a為小環下滑的加速度）
對小環由牛頓第二定律可知：mg－F_f=ma ②
由①②式得：F=Mg+F_f
又由牛頓第三定律可知，箱子對地面的壓力為F'=F=Mg+F_f