Question

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——

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．

Answer 1

结果不正确．

   

解析:

结果不正确．………………………………………………………（3分）

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．………………（2分）

由牛顿第二定律，对整体有  F－μ(M+m)g＝（M＋m）a …………   （3分）

解得a＝m/s² = 2 m/s²……（2分）

F₂ = （2分）

轻杆对小球的作用力F₂与水平方向夹角，斜向右上．           （2分）