Question

16．如图所示，质量为m=10kg的箱子在拉力F的作用下沿水平地面运动，拉力F=50N，方向与水平面的夹角为θ=53°，箱子与水平地面的动摩擦因数为0.20．
（sin53°=0.80，cos53°=0.60，取g=10m/s²）
（1）画出箱子的受力示意图；
（2）求出箱子受到的支持力和摩擦力的大小；
（3）箱子由静止开始运动，2s内的位移多大．

Answer 1

分析 （1、2）对物体受力分析，受到拉力、重力、支持力和向后的滑动摩擦力，根据平衡条件列方程求解；
（3）由牛顿第二定律及运动学公式可求得位移．

解答 解：（1）物体受力分析如图所示：

物体作匀速运动处于平衡状态，
由平衡条件得：
水平方向：Fcos53°-f=0，
竖直方向：N+Fsin53°-mg=0，
解得：N=60N，f=12N；
（3）由牛顿第二定律可知    Fcosθ-f=ma
解得：a=$\frac{50×0.6-12}{10}$=1.8m/s²；
由位移公式可得：
$s=\frac{1}{2}a{t^2}$=$\frac{1}{2}×1.8$×4=3.6m；
答：（1）受力示意图如图所示；
（2）出箱子受到的支持力为60N，摩擦力的大小为12N
（3）箱子由静止开始运动，2s内的位移多大为3.6m

点评 本题是力的平衡及牛顿第二定律的应用问题，关键是受力分析后，将力沿着水平和竖直方向正交分解，然后根据平衡条件或牛顿第二定律列方程求解．