题目内容
(2010?普陀区一模)倾角为θ=30°的斜面体放在水平地面上,一个重为G的球在水平力F的作用下,静止在光滑斜面上,则水平力F的大小为
G
G;若将力F从水平方向逆时针转过某一角度α后,仍保持F的大小,且小球和斜面也仍旧保持静止,则此时水平地面对斜面体的摩擦力f=
G
G.
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分析:先研究第一种情况:通过对小球出状态的分析,利用共点力平衡条件可求出水平力F的大小.
再研究力F方向变化后的情况:对小球受力分析,运用作图法求得力F与水平方向的角度,因为小球和斜面都处于静止状态,可对整体受力分析求出地面对斜面的摩擦力.
再研究力F方向变化后的情况:对小球受力分析,运用作图法求得力F与水平方向的角度,因为小球和斜面都处于静止状态,可对整体受力分析求出地面对斜面的摩擦力.
解答:解:对物体受力分析如图:
由平衡条件得:N与F的合力F′与重力G大小相等,
由三角函数关系得:F=Gtanθ
代入数据得:F=
G
转过角度后,由F大小不变,小球静止,支持力与F的合力不变,故此时转动后F转方向如图:
即:F转过的角度是2θ.
对整体受力分析并正交分解如图:
水平方向:f=Fcos2θ=
G
故答案为:
G,
G
由平衡条件得:N与F的合力F′与重力G大小相等,
由三角函数关系得:F=Gtanθ
代入数据得:F=
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转过角度后,由F大小不变,小球静止,支持力与F的合力不变,故此时转动后F转方向如图:
即:F转过的角度是2θ.
对整体受力分析并正交分解如图:
水平方向:f=Fcos2θ=
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故答案为:
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点评:此题关键还是平衡条件的应用,难点在于选择合适的研究对象和找出力F转动后的角度,有难度,需要仔细推敲体会.
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