高一物理，力的合成与分解。求大神！
如图所示,质量为m的中空小球套在倾角为α的杆子上,小球孔径略大于杆直径，小球在竖直方向的力F作用下沿杆斜向上匀速运动，小球与杆之间的动摩擦因素为μ（μ≠tanθ），求作用力F的大小。如小球在竖直向上的力F作用下沿杆斜向下匀速运动，作用F又为多大？如果μ=tanθ，作用力F又如何？
对小球受力分析，向上匀速运动，受到重力mg竖直向下，拉力F竖直向上，杆子对小球的压力N垂直于杆向下，摩擦力f沿着杆向下(一定要做图）
把F和mg的合力算作一个F',则小球受到3个力：F',N,f,F'=F-mg <1> f=u*N <2>根据匀速，平衡条件，这三个力构成一个直角三角形，F'为三角形的斜边，N，f为直角边：f=N*tanθ <3>与<2>比较知：u=tanθ,这与u≠tanθ矛盾，矛盾表明，N=0，f=0。即拉力符合F'=F-mg=0==》拉力F=mg
同理，若u≠tanθ，小球沿着杆向下匀速下滑时，拉力也等于小球重力F=mg(这并不难理解，尽管u不等于零，但是因为小球与杆的弹力为零，所以根据滑动摩擦力公式，摩擦力必为零）
若u=tanθ则只要F>mg,拉力F的大小可以是任意的。只要给出一个初速度，就能使得小球沿着杆上滑或者下滑（取决于初速度方向）
温馨提示：答案为网友推荐，仅供参考
第1个回答 2012-12-02
考虑摩擦力后比较复杂，似乎不能用单一算式求出来，可做如下分析：
沿着滑杆方向：F*sinθ=mg*sinθ+f(摩擦力)；
垂直滑杆方向：F*cosθ+N=mg*cosθ；
当小球沿杆斜向下匀速运动时，第一式中摩擦力f变号移至左侧，其他不变；
由于f和N等有关，各力大小须联立方程求解；
不明白“动摩擦因素为μ”如何定义，既然要动，f必与F作用相反，不论大小都只会使F增大；不动时倒是可以起阻止下滑的作用。追问
沿着滑杆方向：F*sinθ=mg*sinθ+f(摩擦力)；
垂直滑杆方向：F*cosθ+N=mg*cosθ；
当小球沿杆斜向下匀速运动时，第一式中摩擦力f变号移至左侧，其他不变；
由于f和N等有关，各力大小须联立方程求解；
不明白“动摩擦因素为μ”如何定义，既然要动，f必与F作用相反，不论大小都只会使F增大；不动时倒是可以起阻止下滑的作用。追问
可以帮我画出受力分析的图片吗？
追答
第2个回答 2012-12-02
分析一下，重力拉力弹力摩擦力 摩擦力是沿斜面向下， 谈历史垂直斜面向下
受力平衡 沿斜面正交分解
至于滑动摩擦系数与tanx 给你提示一下
umgcosx mgsinx 的大小关系，也就是重力分力与滑动摩擦力大小关系，来判断是否下滑什么的，以后经常用的，要注意tanx和 u，一定要熟悉，以后会经常遇到
受力平衡 沿斜面正交分解
至于滑动摩擦系数与tanx 给你提示一下
umgcosx mgsinx 的大小关系，也就是重力分力与滑动摩擦力大小关系，来判断是否下滑什么的，以后经常用的，要注意tanx和 u，一定要熟悉，以后会经常遇到
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