Question

【题目】如图所示，质量M=2 kg的木块套在水平杆 上，并用轻绳与质量m= kg的小球相连．今用跟水平方向成α=30°角的力F=10 N拉着球带动木块一起向右匀速运动，运动中M、m的相对位置保持不变，g=10m/s2 ， 求运动过程中轻绳与水平方向的夹角θ及木块M与水平杆间的动摩擦因数．

Answer 1

【答案】设细绳对B的拉力为T ． 以小球为研究对象，分析受力，作出力图如图1，由平衡条件可得：

Fcos30°=Tcosθ ①
Fsin30+Tsinθ=mg ②
代入解得：
T=10 N
tanθ= ，即θ=30°
再以木块和小球组成的整体为研究对象，分析受力情况，如图2．
再平衡条件得：
Fcos30°=F
N+Fsin30°=（M+m）g
又F=μN
得到：
．
【解析】设细绳对B的拉力为T ． 以小球为研究对象，分析受力，作出力图如图1，由平衡条件可得：
Fcos30°=Tcosθ ①
Fsin30+Tsinθ=mg ②
代入解得：
T=10 N
tanθ= ，即θ=30°
再以木块和小球组成的整体为研究对象，分析受力情况，如图2．
再平衡条件得：
Fcos30°=F
N+Fsin30°=（M+m）g
又F=μN
得到：

答：运动过程中轻绳与水平方向的夹角θ为30°，木块M与水平杆间的动摩擦因数 ．