题目内容

如图所示,质量M=10kg的木楔ABC静置于粗糙水平地面上,木楔与粗糙水平地面间的动摩擦因数μ=0.02.在木楔的倾角θ为30°的斜面上,有一质量m=1.0kg的物块由静止开始沿斜面下滑.当滑行位移大小s=1.4m时,其速度v=1.4m/s,在这过程中木楔没有动,取g=10m/s2.求:

(1)物块沿斜面下滑的加速度大小;

(2)物块与斜面间摩擦力的大小;

(3)地面对木楔的摩擦力的大小和方向.

(1)(5分)由匀加速运动的公式v2=v02+2ax,得

物块沿斜面下滑的加速度为m/s2=0.7m/s2 

  (2)(5分)由于a<gsinθ=5m/s2,可知物块受到摩擦力作用。分析物块受力,它受三个力,如图所示。对物块应用牛顿运动定律,有

   沿斜面方向           mgsinθ-f1=ma   

解得    N=4.3N

(3)(5分)物块垂直于斜面方向   mgcosθN1=0   

  分析木楔受力,它受五个力作用,如图。对木楔应用牛顿运动定律,有

   水平方向   f2+f1cosθN1sinθ=0    

  解得地面作用于木楔的摩擦力

     f2=N1sinθf1cosθ=mgcosθsinθ-(mgsinθma)cosθ

= macosθ=N=NN

  方向水平向左(与图中所设的一致,由C指向B的方向)

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