题目内容

1.出门旅行时,在车站、机场等地有时会看见一些旅客推着行李箱,也有一些旅客拉着行李箱在地面上行走.为了了解两种方式哪种省力,我们作以下假设:行李箱的质量为m=10kg,拉力F1、推力F2与水平方向的夹角均为θ=30°(如图所示),行李箱与地面间为滑动摩擦力,动摩擦因数为μ=0.2,行李箱都做匀速运动.试求拉力F1、推力F2

分析 以行李箱为研究对象,分析受力情况,作出力图,根据平衡条件和摩擦力公式分别求出拉箱子和推箱子时所用的力,再比较大小.

解答 解:对行李箱进行受力分析,并画出受力分析图.应用正交分解拉行李箱时,如图1:
 F1cosθ=f1 …①
 F1sinθ+FN1=mg…②
又f1=μFN1 …③
解之得:F1=$\frac{μmg}{cosθ+μsinθ}$=20.7N
推行李箱时,如图2:
 F2cosθ=f2…⑤
 FN2=F2sinθ+mg…⑥
又f2=μFN2 …⑦
解之得:F2=$\frac{μmg}{cosθ-μsinθ}$=26.1N
答:拉力F1为20.7N,推力F2为26.1N.

点评 本题运用正交分解法,研究物体的平衡问题,分析受力,作出力图是解题的关键,注意此类问题的解题方法和思路,基础题.

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