如图,质量为m=8.0kg的物体放在倾角θ=53°的固定斜面上,计算中取g=10m/s2.
(1)若物体与斜面间的动摩擦因数μ=0.50,对物体施加一水平力F,恰好能使物体沿斜面匀速上升.cos53°=0.6.求F的大小;
(2)若改变斜面的倾角θ,而不改变动摩擦因数μ,当θ取某些值时,无论用多大的水平推力F都无法使物体沿斜面匀速上滑,求满足这种情况的θ的取值范围.
网友回答
解:(1)分析物体的受力情况如图,因物块匀速上升,故物块受力平衡,则有
?? Fcosθ-mgsinθ-f=0
???N-mgcosθ-Fsinθ=0
又f=μN
联立解得,F=440N
(2)要使物体不能再向上滑应满足
?Fcosθ≤mgsinθ+μ(mgcosθ+Fsingθ)
得(F-μmg)cosθ≤(mg+μF)sinθ
解得? tanθ≥
当F为∞时
tanθ≥=2
故θ≥arctan2
答:(1)F的大小是440N.
(2)当θ≥arctan2时,无论用多大的水平推力F都无法使物体沿斜面匀速上滑.
解析分析:(1)分析物体的受力情况,作出力图,根据平衡条件和摩擦力公式f=μN结合求解F的大小.
(2)当F沿斜面向上的分力不大于重力的下滑分力和最大静静摩擦力之和时,无法使物体沿斜面上滑,当F为∞时,求得θ的取值范围.
点评:本题是共点力平衡问题,关键是分析物体的受力情况.第2问属于临界问题,运用数学知识分析θ的范围.