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分如图(a)所示,质量为M = 10kg的滑块放在水平地面上,滑块上固定一个轻细杆ABC,∠ABC = 45°.在A端固定一个质量为m = 2kg的小球,滑块与地面间的动摩擦因数为m = 0.5.现对滑块施加一个水平向右的推力F1= 84N,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:解: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 =mg =×2×10N = 20N.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.试题及答案-解答题-云返教育
试题详情
分如图(a)所示,质量为M = 10kg的滑块放在水平地面上,滑块上固定一个轻细杆ABC,∠ABC = 45°.在A端固定一个质量为m = 2kg的小球,滑块与地面间的动摩擦因数为m = 0.5.现对滑块施加一个水平向右的推力F
1
= 84N,使滑块做匀加速运动.求此时轻杆对小球作用力F
2
的大小和方向.(取g=10m/s
2
)
有位同学是这样解的:
解:小球受到重力及杆的作用力F
2
,因为是轻杆,所以F
2
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:
F
2
=
mg =
×2×10N = 20
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.
试题解答
见解析
试题分析:小球受重力、杆的弹力,在两个力共同作用下产生水平向右的加速度.
以小球和滑块系统为研究对象进行受力分析知
F
合
=F-f=F-μ(m+M)g
据牛顿第二定律知:F
合
=(m+M)a,解得系统产生的加速度a=2m/s
2
,
由题意知小球所受合力F
合1
=ma=4N
对小球进行受力分析:小球受重力、杆的弹力F,这两个力的合力大小为4N且在水平方向,
如图知:F
合1
=ma=4N,求杆对小球的作用力F
x
,则:F
x
=
=20.4N
F
x
的方向如图所示,即所成角θ的正切值为tanθ=
=5。
上述解法不正确,杆对小球的作用力不一定沿杆的方向,作用力的大小与方向具体由小球的加速度a的大小来决定,并随着a的变化而变化.
杆对小球的作用力大小为20.4N,方向斜向右上方,与水平方向夹角的正切值为5.
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解答题
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