Question

高中物理力学题目

如图所示,m=2kg,M=3kg,m和M之间、M和地面之间的动摩擦因数相同，绳子质量和滑轮摩擦忽略不计，作用在M右端的水平拉力F=18N，m、M保持匀速直线运动，求绳子拉力T和动摩擦因数μ。

【请问绳子与M之间有什么力？要考虑吗？】

Answer 1

用隔离法和整体法对M、m进行受力分析时，都要要考虑绳子对M、m的拉力,因为对于M、m系统来说这些拉力是外力。
解：对m受力分析可知受绳子拉力，M对它的摩擦力，二力平衡可得：
T=μmg…①
对M受力分析知其受：受拉力F，向左．绳的拉力T，向右．m对M的摩擦力f1=μmg，向右，地面对M的摩擦力f2=μ（M+m），向右．此四力平衡，由此可得：
F=T+μmg+μ（M+m）…②
即：F=μmg+μmg+μ（M+m）
代入数据为：18=20μ+20μ+50μ
解得：μ=0.2
带入①式得：T=0.2×2×10N=4N

详细具体

Answer 2

首先你受力分析一下，先看M

M水平方向一共受到4个力，分别是向左的F，地面对M向右的摩擦力fM（阻碍相对运动，此处M为角标），m对M向右的摩擦力fm（m为角标，其方向为何向右等会分析），绳子向右的拉力T
再看m，m水平方向一共受两个力，向右的绳子拉力T，以及M对m向左的摩擦力fm（因为匀速直线运动，所以m受力平衡，应该受到向左的摩擦力，那么m对M的就应该向右）
所以列两个方程
F=fm+fM+T
T=fm
18=2gμ+(3+2)gμ+T
T=2gμ
解得μ=0.2
T=4N

追问

请问在单独分析M时（或单独分析m时），M与m之间的摩擦力不是两倍的，即f=2μN=2μmg=2*μ*2*g=40μ？

Answer 3

只需要考虑水平方向

M受四个力，F向左，T向右，上表面摩擦力向右，下表面摩擦力向右
m受两个力，T向右，下表面摩擦力向左
F = T+umg+u(m+M)g
T = umg
只有两个未知数T和u
可以解得u = F/(3m+M)g = 0.2

T = Fm/(3m+M) = 4

追问

请问在单独分析M时（或单独分析m时），M与m之间的摩擦力不是两倍的，即f=2μN=2μmg=2*μ*2*g=40μ？
谢谢。

追答

摩擦力两倍是怎么得出来的？摩擦力只和u和接触面之间的压力有关，无论单独分析m还是M，摩擦力都是umg不会有两倍的；摩擦力相对两个物体是一对作用力和反作用力，大小相等，方向相反；由于这个两个物体运动方向相反，如果把两个物体看做一个整体的话，这两个力都是阻碍运动的，所以从数值上看有2umg，这是两个力，而不是两倍

Answer 4

M对绳子有拉力，拉力来自于m对M的摩擦力。
分析时留心摩擦力还有受力平衡

Answer 5

F=u(3m+M)g
u=0.2
T=umg=4N