题目内容
拖把是由拖杆和拖把头构成的擦地工具(如图).设拖把头的质量为m,拖杆质量可以忽略;拖把头与地板之间的动摩擦因数为常数μ,重力加速度为g,某同学用该拖把在水平地板上拖地时,沿拖杆方向推拖把,拖杆与竖直方向的夹角为θ.(1)将拖把头当做质点,画出拖把头受力示意图;
(2)若拖把头在地板上匀速移动(即拖把头所受合力为零),求推拖把的力的大小.
分析:对于拖把头受重力、支持力、推力和摩擦力,抓住水平方向和竖直方向平衡,根据正交分解求出推拖把的力的大小.
解答:解:(1)受力如图:
(2)设该同学沿拖杆方向用大小为F的力推拖把.将推拖把的力沿竖直和水平方向分解,按平衡条件有
Fcosθ+mg=N…①
Fsinθ=f…②
式中N和f分别为地板对拖把的正压力和摩擦力.按摩擦定律有
f=μN…③
联立①②③式得:F=
mg…④
答:推拖把的力的大小为
mg.
(2)设该同学沿拖杆方向用大小为F的力推拖把.将推拖把的力沿竖直和水平方向分解,按平衡条件有
Fcosθ+mg=N…①
Fsinθ=f…②
式中N和f分别为地板对拖把的正压力和摩擦力.按摩擦定律有
f=μN…③
联立①②③式得:F=
μ |
sinθ-μcosθ |
答:推拖把的力的大小为
μ |
sinθ-μcosθ |
点评:解决本题的关键能够正确地受力分析,运用共点力平衡进行求解.
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