题目内容

19.如图所示,质量为3kg的正方体m和质量为7kg的正方体M放在两竖直墙和水平面间,处于静止状态.m和M相接触的边与竖直方向的夹角α=45°,若不计一切摩擦,g取10m/s2.
(1)水平面对正方体M的弹力大小为100N,墙面对正方体m的弹力大小为30N.
(2)若将左边的竖直墙向左移动一定距离,再次平衡后,α变为30°,则墙面对正方体m的弹力大小为$30\sqrt{3}$N.

分析 (1)以两个正方体整体为研究对象,分析受力,根据平衡条件得出水平面对正方体M的弹力大小;
(2)以正方体m为研究对象,分析受力情况,根据平衡条件求解墙面对正方体m的弹力大小.

解答 解:(1)以两个正方体整体为研究对象 整体受到向上的支持力和向下的重力,整体处于静止状态,
所以水平面对正方体M的弹力大小为N=(M+m)g=100N,
对正方体m进行受力分析如图
  
把N2沿水平方向和竖直方向分解,有  
水平方向:N2cos45°=N1
竖直方向:N2sin45°=mg
解得:N1=$\frac{mg}{tan45°}=30N$
(2)当α变为30°时,则墙面对正方体m的弹力大小为N=$\frac{mg}{tan30°}=\frac{30}{\frac{\sqrt{3}}{3}}=30\sqrt{3}N$.
故答案为:(1)100;(2)30;$30\sqrt{3}$

点评 本题是两个物体的平衡问题,分析受力情况,作出力图是基础,注意整体法和隔离法在解题时的应用,难度适中.

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