Question

10．如圖所示，豎直平面內(nèi)一與水平方向夾角θ=60°的桿上套一鐵環(huán)，鐵環(huán)質(zhì)量為m、直徑略大于桿的截面直徑；水平輕繩一端連在鐵環(huán)上，一端連在質(zhì)量為2m的小球上，小球受到的拉力F與桿平行，鐵環(huán)和小球都處于靜止?fàn)顟B(tài)，重力加速度為g．求：
（1）拉力F的大小；
（2）鐵環(huán)受到的摩擦力．

Answer 1

分析 （1）以小球?yàn)檠芯繉?duì)象，根據(jù)平衡條件求拉力F的大�。�
（2）再對(duì)整體研究對(duì)象，運(yùn)用正交分解法，由平衡條件求解．

解答 解：（1）以小球?yàn)檠芯繉?duì)象，分析受力情況如圖1所示．
根據(jù)平衡條件得：
  F=$\frac{2mg}{cos30°}$=$\frac{4\sqrt{3}}{3}$mg
（2）再對(duì)整體研究對(duì)象，分析受力如圖2所示，由平衡條件得
   F+f=3mgsin60°
解得 f=$\frac{\sqrt{3}}{6}$mg
答：
（1）拉力F的大小是$\frac{4\sqrt{3}}{3}$mg；
（2）鐵環(huán)受到的摩擦力為$\frac{\sqrt{3}}{6}$mg．

點(diǎn)評(píng) 本題關(guān)鍵是采用隔離法和整體法研究，要靈活選擇研究對(duì)象，受力分析后根據(jù)平衡條件并結(jié)合正交分解法列式求解．