如图所示，质量M=4kg的木块A套在水平杆上，并用轻绳将木块A与质量m=2kg的小球相连．今用跟水平方向成α=30°角的力F=20N，拉着球带动木块一起向右匀速运动，运动中M、m相对位置不变，取g=10m

Question

如图所示，质量M=4kg的木块A套在水平杆上，并用轻绳将木块A与质量m=2kg的小球相连．今用跟水平方向成α=30°角的力F=20N，拉着球带动木块一起向右匀速运动，运动中M、m相对位置不变，取g=10m/s²．求：

（1）运动过程中轻绳与水平方向夹角θ
（2）木块与水平杆间的动摩擦因数μ

Answer 1

（1）设细绳对B的拉力为T．以小球为研究对象，分析受力，作出力图如图1，由平衡条件可得：
Fcos30°=Tcosθ…①
Fsin30+Tsinθ=mg…②
代入解得：T=10√(3)N，tanθ=(√(3))/(3)，
即：θ=30°
（2）以木块和小球组成的整体为研究对象，分析受力情况，如图2．再平衡条件得：
Fcos30°=f         
N+Fsin30°=（M+m）g        
又f=μN
得到：μ=(Fcos30°)/((M+m)g-Fsin30°)=(√(3))/(5)
答：（1）运动过程中轻绳与水平方向夹角θ为30°；
（2）木块与水平杆间的动摩擦因数μ为(√(3))/(5)．