Question

如图所示，光滑匀质圆球的直径为d＝40 cm，质量为M＝20 kg，悬线长L＝30 cm，正方形物块A的厚度b＝10 cm，质量为m＝2 kg，物块A与墙之间的动摩擦因数μ＝0.2.现将物块A轻放于球和墙之间后放手，取g＝10 m/s2.求：

(1)墙对A的摩擦力为多大？

(2)如果在物块A上施加一个与墙平行的外力F，使A在未脱离圆球前贴着墙沿水平方向向上做匀速直线运动，那么这个外力F的大小和方向如何？

 

Answer 1

(1)20 N　(2)20N，与水平方向

【解析】

试题分析：(1)球与物体A的受力图分别如图所示

对球有：tanθ＝

FN＝Mgtanθ＝150 N

对物体A有：Ff＝μFN＝30 N>mg;所以A物体处于静止状态，静摩擦力Ff1＝mg＝20 N.

(2) A沿水平方向运动，面对着墙看，作出A物体在竖直平面内的受力图如图所示，

有：Fsinα＝mg

Fcosα－μFN＝0

解出：F＝20 N，α＝arctan.

考点：共点力的平衡及正交分解法。