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水平地面上放置一个质量为M的木箱，箱中的顶端用一长为L的轻细绳悬挂着一质量为m的小铁球，地面与箱子的动摩擦因数为μ．对木箱施加一个水平向左的恒定拉力，系统稳定后轻细绳
网友投稿 2022-10-29 00:00:00 零零社区
◎ 题目
水平地面上放置一个质量为M的木箱，箱中的顶端用一长为L的轻细绳悬挂着一质量为m的小铁球，地面与箱子的动摩擦因数为μ．对木箱施加一个水平向左的恒定拉力，系统稳定后轻细绳向右偏离竖直方向β角，某时木箱的速度方向向左，大小为v，如图所示．
（1）求此时水平拉力的大小．
（2）此时，由于某种原因木箱突然停下来且以后保持静止不动，求以后运动过程中小球对细绳的最大拉力．（整个运动过程中，小球与木箱不碰撞）
◎ 答案
（1）以木箱和小球整体为研究对象，根据牛顿第二定律有：
F-μ（M+m）g=（M+m）a ①
以小球为研究对象，受力分析，根据牛顿定律有：
a=gtanβ ②
根据方程①②解得：
F=μ（M+m）g+μ（M+m）gtanβ
（2）小球摆到最低点的过程中，根据机械能守恒定律有：
1
2
mv
2
+mgL（1-cosβ）=
1
2
mv
r
2
③
在最低点细绳的拉力最大，对小球受力分析，根据牛顿第二定律有：
T-mg=m
v
2r
L
④
根据方程③④解得：细绳的最大拉力为：T=3mg-2mgcosβ+m
v
2
L
根据牛顿第三定律可知：小球对细绳的最大拉力为：
T=3mg-2mgcosβ+m
v
2
L
答：（1）水平拉力为μ（M+m）g+μ（M+m）gtanβ；（2）小球对细绳的最大拉力为3mg-2mgcosβ+m
v
2
L
．
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析，试题“水平地面上放置一个质量为M的木箱，箱中的顶端用一长为L的轻细绳悬挂着一质量为m的小铁球，地面与箱子的动摩擦因数为μ．对木箱施加一个水平向左的恒定拉力，系统稳定后轻细绳…”主要考查了你对 【牛顿第二定律】，【机械能守恒定律】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202210/340172.html
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