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相對位置保持不變，g取10 N/kg.求：

（1）運動過程中輕繩拉力及與水平方向夾角θ；

（2）木塊與水平桿間的動摩擦因數μ.（結果保留兩位有效數字）

Answer 1

【答案】（1）10N，θ＝30°（2）0.35.

【解析】

(1)以球為研究對象，其受力分析如圖所示

根據共點力平衡條件得：在x方向上：

Fcos 30°-FTcosθ=0

在y方向上：

Fsin 30°+FTsinθ=mg

聯立并代入數據解得：

θ=30°

(2)以木塊M為研究對象，其受力分析如圖所示：

根據共點力平衡條件得：
在x方向上：

FTcos 30°-Ff=0

在y方向上：

FN-Mg-FTsin 30°=0

摩擦力為：

Ff=μFN

聯立并代入數據解得：

μ=0.35