题目内容

质量m=1 kg的物体放在倾角为=37°的斜面上,斜面的质量M=2 kg,斜面与物体的动摩擦因数μ=0.2,地面光滑,现对斜面体施加一水平推力,如图所示.要使物体m相对斜面静止,力F的取值范围应为多大?设物体与斜面的最大静摩擦力等于滑动摩擦力.(g=10 m/s2)

答案:
解析:

  解:(1)设物体处于相对斜面欲向下滑动的临界状态时推力为F1,此时物体所受摩擦力沿斜面向上,取加速度方向(水平向左)为x正方向,坚直向上为y轴正方向,根据牛顿第二定律,对m物体有:

  x方向: (2分)

  y方向: (2分)

  Ff=μFN

  对整体:F1=(M+m)a1(2分)

  代入数值解得:a1=4.78 m/s2,F1=14.34 N(2分)

  (2)设物体处于相对斜面上滑动的临界状态时推力为F2,此时物体所受摩擦力沿斜面向下,根据牛顿第二定律,对m物体有:

  x方向: (2分)

  y方向: (2分)

  Ff=μFN

  对整体:F2=(M+m)a2  (2分)

  代入数值解得:a2=11.2 m/s2,F2=33.6 N  (2分)

  所以F的取值范围:14.34 N≤F≤33.6 N  (1分)


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