[题目]如图所示.质量为M=5kg的光滑圆槽放置在光滑的水平面上.圆槽的圆弧所对圆心角为θ=120°.圆槽内放一质量为m=1kg的小球.今用一水平恒力F作用在圆槽上.并使小球相对圆槽静止随圆槽一起运动.g=10m/s2.则:(1)当F=60N时.小球与圆槽相对静止时.求槽对小球的支持力;(2)要使小球不离开槽而能和槽相对静止一起运动.F不能超过� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】如图所示，质量为M=5kg的光滑圆槽放置在光滑的水平面上，圆槽的圆弧所对圆心角为θ=120°。圆槽内放一质量为m=1kg的小球，今用一水平恒力F作用在圆槽上，并使小球相对圆槽静止随圆槽一起运动.g=10m/s2.则:

（1）当F=60N时，小球与圆槽相对静止时，求槽对小球的支持力;

（2）要使小球不离开槽而能和槽相对静止一起运动，F不能超过多少?

【答案】（1）（2）

【解析】（1）设m静止时与圆心连接和竖直方向的夹角为α，由牛顿第二定律得：

对M、m：，解得，

对m：，解得：，

槽对球的支持力：；

（2）当m静止时与圆心连接和竖直方向的夹角：时，

m的加速度最大，由牛顿第二定律得：，

此时拉力最大，对M、m系统，根据牛顿第二定律可得：；

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