题目内容
20.如图所示,光滑金属球的重力G=40N.它的左侧紧靠与水平方向呈53°的斜坡,右侧置于倾角 θ=37°的斜面体上.已知斜面体处于水平地面上保持静止状态,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.求:(1)斜坡对金属球的弹力大小;
(2)水平地面对斜面体的摩擦力的大小和方向.
分析 小球对挡板和对斜面的压力不好求,我们可以求挡板和斜面对小球的支持力,利用牛顿第三定律求解这两个力,小球静止,对小球受力分析后应用平衡条件列式求解.
解答 解:(1)取小球为研究对象进行受力分析如图所示:
由于小球处于静止状态,其中G和N1与N2的合力大小相等,方向相反
所以:N2=mgsin37°=40×0.6=24N
(2)N1=mgsin53°=40×0.8=32N
根据牛顿第三定律:小球对斜面体的压力N1′=N1=32N,方向垂直于斜面向下
对斜面体进行受力分析如图,则在水平方向:f=N1′sin37°=32×0.6=19.2N
根据牛顿第三定律可知,水平地面对斜面体的摩擦力与地面对斜面体的摩擦力大小相等,方向相反,即大小是19.2N,方向水平向右.
答:(1)斜坡对金属球的弹力大小是24N;(2)水平地面对斜面体的摩擦力的大小是19.2N,方向水平向右.
点评 不好求解的力可用牛顿第三定律进行转换,如本题转换成对小球的力后,对小球进行受力分析,运用力的合成或分解结合共点力平衡条件解决问题.
练习册系列答案
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