Question

如圖所示，光滑勻質圓球的直徑為d＝40 cm，質量為M＝20 kg，懸線長L＝30 cm，正方形物塊A的厚度b＝10 cm，質量為m＝2 kg，物塊A與墻之間的動摩擦因數μ＝0.2.現將物塊A輕放于球和墻之間后放手，取g＝10 m/s².求：

(1)墻對A的摩擦力為多大？

(2)如果在物塊A上施加一個與墻平行的外力F，使A在未脫離圓球前貼著墻沿水平方向做加速度a＝5 m/s²的勻加速直線運動，那么這個外力F的大小和方向如何？

Answer 1

 解析：(1)球與物體A的受力圖分別如圖所示

對球有： tanθ＝

F_N=Mgtanθ=150 N

對物體A有：F_f=μFN=30 N>mg

所以A物體處于靜止狀態，靜摩擦力F_f1=mg=20 N.

(2)A沿水平方向運動，面對著墻看，作出A物體在豎直平面內的受力圖如圖所示，有：Fsinα=mg　Fcosα-μFN=ma解出：F＝20 N，α＝arctan.

答案：(1)20 N　(2)20 N，與水平方向成arctan