如图所示,一个质量为m的木块,在平行于斜面向上的推力F作用下,沿着倾角为θ的斜面匀速向上运动,木块与斜面间的动摩擦因数为μ.(μ<tanθ)(已知最大摩擦力等于滑动摩

发布时间:2020-08-13 11:24:50

如图所示,一个质量为m的木块,在平行于斜面向上的推力F作用下,沿着倾角为θ的斜面匀速向上运动,木块与斜面间的动摩擦因数为μ.(μ<tanθ)(已知最大摩擦力等于滑动摩擦力)
(1)求推力F的大小.
(2)若将平行于斜面向上的推力F改为水平推力F作用在木块上,而使得木块静止在斜面上,请讨论水平推力F的大小范围.

网友回答

解:(1)受力分析如图所示,可沿斜面向上为x轴正方向,垂直斜面向上为y轴正方向建立直角坐标系,将重力向x轴及y轴分解;
则G′=mgcosα;
G″=mgsinα;
因物体处于平衡状态,由共点力的平衡条件可知:
平行于斜面方向:F-mgsinα-f=0;
垂直于斜面方向:FN-mgcosα=0;
其中  f=μFN;
由以上三式解得F=mgsinα+μmgcosα;
(2)若物体恰好不下滑,也就是F较小时,摩擦力方向将沿斜面向上,
根据受力分析和平衡条件有
沿斜面方向上:F cosθ+f=mgsinθ
垂直于斜面方向上:Fsinθ+mgcosθ=FN
当摩擦力达到最大静摩擦力,即f=μFN时,推力F最小.
Fmin=
若物体恰好不上滑,也就是F较大时,摩擦力方向将沿斜面向下,
根据受力分析和平衡条件有
沿斜面方向上:F cosθ=f+mgsinθ
垂直斜面方向上:Fsinθ+mgcosθ=FN
当摩擦力达到最大静摩擦力,即f=μFN时,推力F最大.
Fman=
所以F的范围为:
答:(1)推力F的大小为mgsinα+μmgcosα.
(2)水平推力F的大小范围为
解析分析:对物体受力分析可知,物体受重力、支持力、拉力及摩擦力;因物体做匀速运动,故物体受力平衡,则利用正交分解法可建立平衡方程求得F.


点评:此题主要考查了受力分析和正交分解法的在平衡问题的应用,属于典型的问题,难度不大,属于中档题.
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