如图所示,倾角为30°的光滑斜面静止在水平地面上,斜面上放一质量为2kg的小球,球被垂直于斜面的固定挡板挡住而处于静止状态,g取10m/s2.
(1)求挡板受到小球的压力的大小和方向;
(2)求斜面受到小球的压力的大小和方向;
(3)此时斜面受到水平地面的摩擦力吗?如果受到地面的摩擦力,说明此摩擦力的方向;如果不受地面的摩擦力,简要说明理由.
网友回答
解:(1)以小球为研究对象,分析受力,受力如图,则由平衡条件得:挡板对小球的支持力? F=mgsin30°=10N???
据牛顿第三定律得知,小球对挡板的压力大小F压=F=10N,方向垂直挡板向下.
(2)对小球的支持力
据牛顿第三定律得知:小球对斜面的压力大小为,方向垂直斜面向下.
(3)此时斜面不受到水平地面的摩擦力.
以斜面、小球、挡板组成整体为研究对象,水平方向不受外力,根据平衡条件得知,地面对斜面没有摩擦力.
答:
(1)挡板受到小球的压力的大小为10N,方向垂直挡板向下.
(2)斜面受到小球的压力的大小为5N,方向垂直斜面向下.
(3)此时斜面不受到水平地面的摩擦力.
以斜面、小球、挡板组成整体为研究对象,水平方向不受外力,根据平衡条件得知,地面对斜面没有摩擦力.
解析分析:(1)(2)以小球为研究对象,分析受力,作出力图,根据平衡条件求出小球所受的挡板和斜面的支持力,再由牛顿第三定律求小球对挡板和斜面的压力;
(3)以斜面、小球、挡板组成整体为研究对象,根据平衡条件分析地面对斜面无摩擦力.
点评:本题是简单的两个物体的平衡问题,分析受力情况是解题的关键和基础,要规范、正确作出力图.同时,要灵活选择研究对象,采用隔离法和整体法相结合研究比较简便.