◎ 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 mv2+mgL（1-cosβ）= 1 2 mvr2    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 v2 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 v2 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 v2 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。