如图(a)所示,质量M=10.0kg的滑块放在水平地面上,滑块上固定一个轻细杆ABC,∠ABC=30°.在A端固定一个质量为m=2.0kg的小球,滑块与地面间的动摩擦

发布时间:2020-08-10 17:33:42

如图(a)所示,质量M=10.0kg的滑块放在水平地面上,滑块上固定一个轻细杆ABC,∠ABC=30°.在A端固定一个质量为m=2.0kg的小球,滑块与地面间的动摩擦因数μ=0.50.现对滑块施加一个水平向右的推力F1=180N,使滑块做匀加速运动.求此时轻杆对小球作用力F2的大小和方向.(取g=10m/s2)
有位同学是这样解的:
小球受到重力及杆的作用力F2,因为是轻杆,所以F2方向沿杆向上,受力情况如图(b)所示.根据所画的平行四边形,可以求得:F2==N
你认为上述解法是否正确?如果不正确,请说明理由,并给出正确的解答.

网友回答

解:以系统为研究对象,由牛顿第二定律得:
F1-μ(M+m)g=(M+m)a,解得:a=10m/s2,
小球在竖直方向上静止,处于平衡状态,
杆在竖直方向对球的作用力为mg,竖直向上,
球在水平方向做匀速直线运动,杆对球的作用为ma,
则杆对球的作用力F==28.3N;
设轻杆对小球的作用力F与水平方向夹角为α,
则,解得α=45°,斜向右上方.?
因此该同学的解法是错误的.
答:解法是错误的,作用力的大小为28.3N,方向与水平方向夹角为45°,斜向右上方.
解析分析:以系统为研究对象,由牛顿第二定律求出加速度,然后对小球进行受力分析,由牛顿第二定律求出轻杆对小球的作用力.

点评:小球受到杆的作用力同学们习惯认为沿杆的方向,而实际上杆与绳不同,杆的弹力不一定沿杆的方向,小球受到杆的作用力,由小球的重力和小球在水平方向的加速度a共同决定,而a的大小由滑块和小球受力所决定,先整体研究滑块和小球的受力,得到小球的加速度再以小球为研究对象进行受力分析,通过力的合成与分解进行求解.
以上问题属网友观点,不代表本站立场,仅供参考!