Question

5．一质量M=3.0kg的木块套在水平杆上，它用不可伸长的轻质细绳与质量m=2.0kg的小球相连．现给小球一个大小为F=10N的水平拉力作用，使木块和小球一起向右做匀速直线运动，如图所示，取g=10m/s²．求：
（1）运动过程中轻质细绳上的拉力大小；
（2）木块与水平杆间的动摩擦因数μ．

Answer 1

分析 （1）选取小球为研究的对象，小球受力平衡，对它受力分析即可求解绳子拉力；
（2）分别选取小球与木块组成的整体为研究的对象，整体处于平衡状态，水平方向拉力等于摩擦力，再结合滑动摩擦力公式求解．

解答 解：（1）取小球为研究的对象，小球匀速运动，受力平衡，则有：
绳子的拉力T=$\sqrt{{F}^{2}+（mg）^{2}}=10\sqrt{5}N$
（2）取AB组成的整体研究，整体匀速运动，受力平衡，则：
水平方向f=F
μ（M+m）g=F
解得：$μ=\frac{10}{50}=0.2$
答：（1）运动过程中轻质细绳上的拉力大小为$10\sqrt{5}N$；
（2）木块与水平杆间的动摩擦因数μ为0.2．

点评 解决本题的关键是熟练运用共点力平衡条件，以及掌握整体法和隔离法的运用，注意整体做匀速运动，受力平衡．