Question

1．如图甲所示，水平细杆上套一环A，环A与球B之间用一轻绳相连，A、B的质量均为m．现用水平拉力F₁=mg（g为重力加速度）拉A，使环A与球B一起向左运动，此时轻绳始终保持竖直状态；若保持细杆与水平方向的夹角θ=37°不变，当作用在环A上沿杆向下的力恒为F₂时，轻绳始终保持水平状态（轻绳与杆在同一竖直平面内），如图乙所示．已知sin 37°=0.6，cos 37°=0.8，求F₂的大小．

Answer 1

分析 甲图中，绳子竖直，则A、B一起做匀速直线运动，由平衡条件可以求出动摩擦因数；
对图乙所示情况，应用牛顿第二定律可以求出拉力大小．

解答 解：由题图甲可知，A、B向左匀速运动，
对A、B整体有：F₁=μ•2mg=mg，解得：μ=0.5；
由题图乙可知，A、B沿杆向下匀加速运动，
对A、B整体，由牛顿第二定律有：
F₂+2mgsinθ-μ•2mgcosθ=2ma，
对B进行受力分析如图所示：

由牛顿第二定律有：$\frac{mg}{sinθ}$=ma，
解得：F₂=$\frac{44}{15}$mg．
答：F₂的大小为$\frac{44}{15}$mg．

点评 本题考查了求拉力大小，分析清楚物体的运动过程、分析清楚物体的受力情况，应用平衡条件与牛顿第二定律可以解题，解题时注意整体法与隔离法的应用．