Question

【題目】如圖所示，質量M=2 kg的木塊套在水平桿 上，并用輕繩與質量m= kg的小球相連．今用跟水平方向成α=30°角的力F=10 N拉著球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 ， 求運動過程中輕繩與水平方向的夾角θ及木塊M與水平桿間的動摩擦因數．

Answer 1

【答案】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 N
tanθ= ，即θ=30°
再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：
．
【解析】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 N
tanθ= ，即θ=30°
再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：

答：運動過程中輕繩與水平方向的夾角θ為30°，木塊M與水平桿間的動摩擦因數 ．