Question

11．如圖所示，質量M=2kg的木塊套在水平固定桿上，并用輕繩與質量m=1kg的小球相連．今用跟水平方向成60°角的力F=10$\sqrt{3}$N拉著球并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，g=10ms²．求：
（1）木塊M與水平桿間的摩擦力；
（2）輕繩與水平方向夾角θ．

Answer 1

分析 （1）對小球和滑塊整體受力分析，受已知力、重力、彈力和摩擦力，根據共點力平衡條件列式求解．
（2）對小球受力分析，受已知力、重力、細線的拉力，根據平衡條件列式求解．

解答 解：（1）M、m整體處于靜止狀態，可看做整體，系統所受合力為零．
以M、m整體為研究對象．由平衡條件，水平方向Fcos60°-f=0，
解得：f=Fcos60°=10$\sqrt{3}$N×$\frac{1}{2}$=5$\sqrt{3}$N；
（2）m處于靜止狀態，其合力為零．
以m為研究對象，由平衡條件，水平方向：Fcos60°-F_Tcosθ=0，
豎直方向：Fsin60°-F_Tsinθ-mg=0，
解得：θ=30°；
答：（1）木塊M與水平桿間的摩擦力為5$\sqrt{3}$N；
（2）輕繩與水平方向夾角θ為30°．

點評 本題要注意應用整體法與隔離法的正確使用，注意應用整體法時一定要分清內力與外力，正確的受力分析．