Question

如圖所示，光滑勻質圓球的直徑為d＝40 cm，質量為M＝20 kg，懸線長L＝30 cm，正方形物塊A的厚度b＝10 cm，質量為m＝2 kg，物塊A與墻之間的動摩擦因數μ＝0.2.現將物塊A輕放于球和墻之間后放手，取g＝10 m/s².求：

(1)墻對A的摩擦力為多大？
(2)如果在物塊A上施加一個與墻平行的外力F，使A在未脫離圓球前貼著墻沿水平方向向上做勻速直線運動，那么這個外力F的大小和方向如何？

Answer 1

(1)20 N　(2)20N，與水平方向

試題分析：(1)球與物體A的受力圖分別如圖所示
 
對球有：tanθ＝
F_N＝Mgtanθ＝150 N
對物體A有：F_f＝μF_N＝30 N>mg;所以A物體處于靜止狀態，靜摩擦力F_f1＝mg＝20 N.
(2) A沿水平方向運動，面對著墻看，作出A物體在豎直平面內的受力圖如圖所示，
有：Fsinα＝mg
Fcosα－μF_N＝0
解出：F＝20 N，α＝arctan.