题目内容

15.如图所示,在超市中,小张沿水平方向推着质量为m的购物车乘着沿自动扶梯方向加速度为a匀加速上升的自动扶梯上楼.假设小张、购物车、自动扶梯间保持相对静止,自动扶梯的倾角为θ,小张的质量为M,小张与扶梯间的摩擦因数为μ,小车与扶梯间的摩擦忽略不计.则(  )
A.小张对扶梯的压力大小为Mgcosθ,方向垂直于斜面向下
B.小张对扶梯的摩擦力大小为(M+m)(gsin θ+a),方向沿斜面向下
C.扶梯对小张的摩擦力大小为μ(M+m)gcosθ,方向沿斜面向上
D.小张对车的推力和车对小张的弹力是一对平衡力,因为人和车处于平衡状态,所以两者大小相等

分析 小张和购物车都做加速运动,把它们看成一个整体,受力平衡,根据牛顿第二定律列式即可分析,小张对车的推力和车对小张的推力是一对作用力与反作用力的关系.

解答 解:A、对小张受力分析,在垂直斜面方向有:N=Mgcos 30°,方向垂直于斜面向上;同时人受车水平方向上的分力;故小张对扶梯的压力大小不等于Mgcosθ;故A错误;
BC、对小张和购物车整体受力分析,在平行扶梯方向有:f-(M+m)gsin 30°=(m+M)a,所以小张对扶梯的摩擦力大小为(M+m)(gsin 30°+a),方向沿斜面向下,故B正确,C错误;
D、小张对车的推力和车对小张的推力是一对作用力与反作用力的关系,大小相等,与人和车均处于平衡状态无关,故D错误.
故选:B

点评 本题解题的关键是正确对人和购物车进行受力分析,根据平衡条件列式,难度不大,属于基础题.

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