质量M=20千克的木楔ABC静置于粗糙水平地面上,动摩擦因数μ=0.04,在木楔倾角θ=30°的斜面上,有一质量m=1.0千克的物块由静止开始沿斜面下滑,当物块滑行的

发布时间:2020-08-08 21:23:03

质量M=20千克的木楔ABC静置于粗糙水平地面上,动摩擦因数μ=0.04,在木楔倾角θ=30°的斜面上,有一质量m=1.0千克的物块由静止开始沿斜面下滑,当物块滑行的距离s=2.8m时,它的速度v=2.8m/s,在这过程中木楔没有动,重力加速度取g=10m/s2.求:
(1)地面对木楔的摩擦力的大小和方向.
(2)地面对木楔的支持力的大小.

网友回答

解:由匀加速运动的公式v2=2as,得物块沿斜下滑的加速度为:
m/s2,
由于a<g?sinθ=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,对于沿斜面的方向和垂直于斜面的方向,牛顿运动定律有:
mgsinθ-f1=ma
mgcosθ-N1=0

分析木楔受力,它受五个力作用,如图所示.对于水平方向,由牛顿运动定律有:
f2+f1cosθ-N1sinθ=0
由此可解得地面作用于木楔的摩擦力

f2=N1sinθ-f1cosθ=mgcosθsinθ-(mgsinθ-ma)cosθ=macosθ
故.
此力的方向与图中所设的一致(由C指向B的方向)
(2)对于木楔在竖直方向,由平衡条件得
N2-Mg-N1cosθ-f1sinθ=0
故:N2=Mg+N1cosθ+f1sinθ
=(M+m)g-masinθ
==209.3N
答:(1)地面对木楔的摩擦力的大小为1.21N,方向水平向左.
(2)地面对木楔的支持力的大小为209.3N.
解析分析:根据速度位移公式求出物块的加速度,通过牛顿第二定律求出物块所受的支持力和摩擦力的大小,然后隔离对木楔分析,根据共点力平衡求出地面对木楔的摩擦力和支持力的大小.

点评:解决本题的关键能够正确地受力分析,运用牛顿第二定律和共点力平衡进行求解.
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