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某同学表演魔术时,将一小型条形磁铁藏在自己的袖子里,然后对着一悬挂的金属小球指手...

某同学表演魔术时,将一小型条形磁铁藏在自己的袖子里,然后对着一悬挂的金属小球指手画脚,结果小球在他神奇的功力下飘动起来.假设当隐藏的小磁铁位于小球的左上方某一位置C(∠QCS=30°)时,金属小球偏离竖直方向的夹角θ也是30°,如图所示.已知小球的质量为m,该同学(含磁铁)的质量为M,求此时:
(1)悬挂小球的细线的拉力大小为多少?
(2)该同学受到地面的支持力和摩擦力大小各为多少.

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(1)小球处于静止状态,合外力为零,分析小球的受力情况,根据平衡条件求解悬挂小球的细线的拉力大小; (2)对人研究,分析受力情况,由平衡条件求解地面的支持力和摩擦力大小. 【解析】 (1)对小球受力分析:重力、细线的拉力和磁铁的引力.设细线的拉力和磁铁的引力分别为F1和F2. 根据平衡条件得:     水平方向:F1sin30°=F2sin30°     竖直方向:F1cos30°+F2cos30°=mg 解得,F1=F2=mg. (2)以人为研究对象,分析受力情况:重力Mg、地面的支持力N、静摩擦力f和小球的引力F2′,F2′=F2=mg. 根据平衡条件得    f=F2′sin30°    N=F2′cos30°+Mg 解得,N=Mg+    f=mg 答:(1)悬挂小球的细线的拉力大小为mg. (2)该同学受到地面的支持力和摩擦力大小各为Mg+和mg.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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