Question

2．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拉著小球并帶動木塊一起向右勻速運動，運動中M、m的相對位置保持不變，g=10m/s²．在運動過程中，求：
（1）輕繩與水平方向的夾角θ
（2）木塊M與水平桿間的動摩擦因數(shù)μ．

Answer 1

分析 （1）對小球受力分析，受已知力、重力、細線的拉力，根據(jù)平衡條件列式求解；
（2）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(jù)共點力平衡條件列式求解．

解答 解：（1）m處于靜止狀態(tài)，其合力為零．
以m為研究對象，由平衡條件得：
水平方向Fcos60°-F_Tcosθ=0      ①
豎直方向Fsin60°-F_Tsinθ-mg=0   ②
解得：θ=30°
（2）M、m整體處于靜止狀態(tài)，可看做整體，系統(tǒng)所受合力為零．
以M、m整體為研究對象．由平衡條件得
水平方向Fcos60°-μF_N=0       ③
豎直方向F_N+Fsin60°-Mg-mg=0  ④
由③④得μ=$\frac{\sqrt{3}}{3}$
答：（1）輕繩與水平方向的夾角θ為30°；
（2）木塊M與水平桿間的動摩擦因數(shù)μ為$\frac{\sqrt{3}}{3}$

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，正確的受力分析是解題的關鍵．