题目内容
【题目】如图所示,质量为 m 的物体放在倾角为 θ 、质量为 M 的粗糙斜面上,斜面体置于粗糙的水平地面上,斜面与地面间的动摩擦因数为 μ 。当物体 m 沿斜面匀速下滑,而斜面体保持静止不动时,水平地面对斜面的支持力和摩擦力分别如何?
【答案】FN地 =(M + m )g ; Ff 地 =0
【解析】解法一:我们先用隔离法进行求解。物体m受力分析如图(1)所示,据力平衡在垂直斜面方向有,沿斜面方向有。
设地面对斜面体的摩擦力为,方向水平向右,斜面体M的受力分析如图(2)所示,根据力的平衡
在竖直方向上有
水平方向上有
又据牛顿第三定律有
解得。
解法二:整体法。因题中要求的是水平面对斜面体M的作用力,所以可选水平面以上M、m所构成的物体系为对象,系统受力如图所示,因M静止不动,m匀速下滑,所以系统处于平衡状态。
在竖直方向上有
在水平方向上有。
引申:若此题中物体沿斜面以大小为a的加速度加速下滑,而斜面依然保持静止,
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