Question

（8分）如圖（a）所示，質(zhì)量M = 10.0kg的滑塊放在水平地面上，滑塊上固定一個輕細(xì)桿ABC，∠ABC = 30°．在A端固定一個質(zhì)量為m = 2.0kg的小球，滑塊與地面間的動摩擦因數(shù)m = 0.50．現(xiàn)對滑塊施加一個水平向右的推力F₁ = 180N，使滑塊做勻加速運(yùn)動．求此時輕桿對小球作用力F₂的大小和方向．（取g＝10m/s²）

    有位同學(xué)是這樣解的――

    小球受到重力及桿的作用力F₂，因?yàn)槭禽p桿，所以F₂方向沿桿向上，受力情況如圖（b）所示．根據(jù)所畫的平行四邊形，可以求得：

F₂＝mg/sin60°＝N

    你認(rèn)為上述解法是否正確？如果不正確，請說明理由，并給出正確的解答．

 

Answer 1

結(jié)果不正確．                                                              （2分）

桿AB對球的作用力方向不一定沿著桿的方向，它可能會是右向上的方向．大小和方向具體由加速度a的大小來決定．并隨著加速度a的變化而變化．  （2分）

對整體由牛頓第二定律有  F₁－μ(M+m)g＝（M＋m）a                （1分）

解得  a＝10m/s²

則  F₂ =                                                         （1分）

解得  F₂ =28.3N                                                                  （1分）

輕桿對小球的作用力F₂與水平方向夾角正切

故α=45°，斜向右上方．                                                      （1分）