题目内容
如图2所示,质量为m的人站在自动扶梯上,扶梯正以加速度a向上减速运动,a与水平方向的夹角为θ.求人受的支持力和摩擦力.
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见分析
【试题分析】
解法一:以人为研究对象,受力分析如图3所示,因摩擦力f为待求,且必沿水平方向,设水平向右.为了不分解加速度a,建立图示坐标,并规定正方向.根据牛顿第二定律得
x方向:mgsinθ-Nsinθ-fcosθ=ma
y方向:Ncosθ-fsinθ-mgcosθ=0
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由以上两式可解得
N=(g-asinθ)
f=-macosθ
f为负值,说明摩擦力的实际方向与假设相反,为水平向左.
解法二:将加速度a沿水平、竖直方向分解,如图4所示,aX=acosθ,ay=asinθ.根据牛顿第二定律有
水平方向f=maX=macosθ
竖直方向mg-N=may=masinθ
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由此得人受的摩擦力f=macosθ,方向水平向左;受的支持力N=m(g-asinθ),方向竖直向上.
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