如图所示,一个质量为m的金属球与一轻杆连接在一起,轻杆的另一端用光滑铰链铰于墙上较低位置,球下面垫一块木板,木板放在光滑水平地面上,球与木板间的动摩擦因数为μ,设运动中
问题描述:
如图所示,一个质量为m的金属球与一轻杆连接在一起,轻杆的另一端用光滑铰链铰于墙上较低位置,球下面垫一块木板,木板放在光滑水平地面上,球与木板间的动摩擦因数为μ,设运动中木板与轻杆不相碰.下列说法中正确的有( )
A. 用水平力F将木板向右匀速拉出时,拉力F=μmg
B. 用水平力F将木板向右匀速拉出时,拉力F<μmg
C. 用水平力F将木板向左匀速拉出时,拉力F>μmg
D. 用水平力F将木板向左匀速拉出时,拉力F<μmg
答
A、B、水平力F将木板向右匀速拉出时,以光滑铰链为支点,对球杆整体受力分析,如图所示:
由于摩擦力有力矩,根据平力矩平衡条件,重力的力矩大于支持力的力矩,由于重力和支持力的力臂相等,故重力大于支持力;
故f=μN<μmg,故A错误,B正确;
C、D、用水平力F将木板向左匀速拉出时,球受到的摩擦力向左,由于摩擦力有力矩,根据平力矩平衡条件,重力的力矩小于支持力的力矩,由于重力和支持力的力臂相等,故重力小于支持力;
故f=μN>μmg,故C正确,D错误;
故选:BC.