如图所示,质量为M、倾角为θ的斜面放在粗糙水平面上,质量为m的物体在斜面上恰能匀速下滑.现加上如图所示的沿斜面向下的力F,使物体在斜面上加速下滑,则此时地面对斜面的支持力FN的大小和物体的加速度大小a为A.a=-gsinθB.FN=(M+m)g+FsinθC.a=D.FN=(M+m)g
网友回答
CD
解析分析:(1)求解地面对斜面的支持力采用隔离法,斜面受到重力、支持力、小物体的压力和摩擦力四个力作用,列竖直方向的平衡方程即可
(2)求物体的加速度也应采取隔离法,对斜面上的物体受力分析.由于没加外力时物体在斜面上恰能匀速下滑,可得所以摩擦力恰好与重力沿斜面向下的分力相平衡,运用等效的观点,好像物体仅受沿斜面向下的力F,利用牛顿第二定律可解
解答:(1)没加外力时物体在斜面上恰能匀速下滑,物体处于平衡状态,可得斜面对物体的摩擦力与斜面对物体支持力的合力竖直向上,跟物体的重力相抵消,有牛顿第三定律得,物体对斜面的摩擦力与物体对斜面的压力的合力必定竖直向下,大小必为mg,所以斜面受到地面的支持力FN=(M+m)g,;当施加沿斜面向下的力F后,m与M之间的弹力没有变化,因而m与M之间的滑动摩擦力也没有变化,故弹力和摩擦力的合力也不会变化,物体对斜面的摩擦力与物体对斜面的压力的合力必定竖直向下,大小必为mg,斜面受到地面的支持力也是FN=(M+m)g
(2)选小物体为研究对象,没加外力时物体在斜面上恰能匀速下滑,则沿斜面方向合力为零,斜面施加的摩擦力与重力的沿斜面的分力相抵消,当加上外力F时,物体的加速度为a=
故