Question

如圖所示，質量m＝1kg的小球套在細斜桿上，斜桿與水平方向成a＝30°角，球與桿之間的滑動摩擦因數m＝，球在豎直向上的拉力F＝20N作用下沿桿向上滑動．g取10m/s²．求（1）在圖中畫出小球的受力圖．（2）求球對桿的壓力大小和方向．（3）小球的加速度多大？

Answer 1

球對桿的壓力大小為N，方向垂直于桿向a＝2.5m/s²

試題分析：（1）小球受力如圖所示．（有錯誤不給分．不畫坐標系的不扣分）
（2）建立圖示坐標系，沿y方向：
（F－mg）cos30°－F_N＝0                            
解得       F_N＝N                          
根據牛頓第三定律，球對桿的壓力大小為N，方向垂直于桿向上
（3）沿x方向由牛頓第二定律得
（F－mg）sin30－f＝ma        
而        f＝m F_N                   
解得      a＝2.5m/s²                
點評：本題難度較小，小球與桿間的彈力可能存在兩個方向，可利用假設法判斷，加速度的大小只與沿桿的方向的合外力有關