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＝
F_N＝Mgtanθ＝150 N
对物体A有：F_f＝μF_N＝30 N>mg;所以A物体处于静止状态，静摩擦力F_f1＝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－μF_N＝0
解出：F＝20 N，α＝arctan.
考点：共点力的平衡及正交分解法。