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如图所示,质量为M、中空部分为半球形的光滑凹槽放置于光滑水平地面上,光滑槽内有一质量为m的小铁球.现用一个水平向右的推力F推动凹槽,当小铁球与光滑凹槽相对静止时,凹槽圆心
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问题描述:

如图所示,质量为M、中空部分为半球形的光滑凹槽放置于光滑水平地面上,光滑槽内有一质量为m的小铁球.现用一个水平向右的推力F推动凹槽,当小铁球与光滑凹槽相对静止时,凹槽圆心和小铁球的连线与竖直方向成α角,重力加速度为g.下列说法正确的是()

A.小铁球受到的合外力方向水平向左

B.凹槽对小铁球的支持力为mgsinα

C.系统的加速度为gtan α

D.推力F=(m+M)gtan α

汤定元回答:
  A、小铁球和凹槽整体在水平方向上只受推力F作用,故系统有向右的加速度,小铁球受到的合外力方向水平向右;受力分析如图所示;由几何关系可知凹槽对小铁球的支持力为mgcosα
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