Question

11．如图所示，质量为m物体，在外力F的作用下静止在倾角为θ的光滑固定斜面上．重力加速度为g．
（1）若外力F竖直向上，求外力F的大小；
（2）若外力F水平向右，作力的示意图，并求外力F的大小；
（3）要使作用于物体的外力F最小，F应该朝哪个方向？此时F的大小是多少？并作力的示意图说明．

Answer 1

分析 对物体进行受力分析，作出受力分析图，根据共点力的平衡条件可求得外力的大小及方向．

解答 解：（1）外力竖直向上时，物体只有重力和外力大小相等，方向相反时才能平衡；故F=mg；
（2）若外力水平向右，物体受重力、支持力、外力；如图所示：

由几何关系可知：F=mgtanθ；
（3）因物体受三力而处于平衡状态，

则由几何关系可知，当外力沿斜面向上时最小；
最小值为：Fmin=mgsinθ；
答：（1）若外力F竖直向上，外力F的大小为mg．
（2）若外力F水平向右，如图所示，外力F的大小为mgtanθ；
（3）要使作用于物体的外力F最小，F应该沿斜面向上，如图所示，此时F的大小是mgsinθ．

点评 本题考查共点力的平衡条件及受力分析，要注意正确作出受力分析图，再根据几何关系求解．