题目内容
【题目】如图所示,一个箱子放在水平地面上,箱内有一固定的竖直杆,在杆上套着一个环,箱和杆的质量为M,环的质量为m,已知环以某一初速度沿着杆匀减速下滑,设环的加速度大小为a,则在环下滑过程中箱对地面的压力F为( )
A. F=(M+m)g B. F=Mg+m(g+a) C. Mg<F<(m+M)g D. F=Mg+m(g﹣a)
【答案】B
【解析】试题分析:先以环为研究对象,根据牛顿第二定律求出环所受的滑动摩擦力大小.再以箱子为研究对象,分析受力情况,根据平衡条件求出地面对箱子的支持力,再根据牛顿第三定律求出箱对地面的压力.
解:以环为研究对象,根据牛顿第二定律得:mg﹣Ff=﹣ma,则得:Ff=mg+ma;
再以箱子为研究对象,分析受力情况:箱子受到重力Mg、地面的支持力N和环对箱子向下的滑动摩擦力Ff′,由牛顿第三定律知,有:Ff′=Ff=mg+ma;
根据平衡条件得:地面对箱子的支持力为:N=Mg+Ff′=Mg+mg+ma=(M+m)g+ma;
根据牛顿第三定律得箱对地面的压力大小:N′=N=(M+m)g+ma
故选:B
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