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【如图甲所示,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μ=0.5。现对滑块施加一个水】
1人问答
更新时间:2024-03-29
问题描述:

如图甲所示,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μ=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:

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,受力情况如图乙所示。根据所画的平行四边形,可以求得:

F2==×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。

蔡英回答:
  结果不正确。   杆AB对球的作用力方向不一定沿着杆的方向,它可能会是右向上的方向。大小和方向具体由加速度a的大小来决定。并随着加速度a的变化而变化。   由牛顿第二定律,对整体有F-μ(M+m)g=(M+m)a,解得a= m/s2=2m/s2   F2=N=N=20.4N   轻杆对小球的作用力F2与水平方向夹角α=arctan=arctan5,斜向右上。   考查杆弹力的特点、牛顿定律。
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