问题 问答题

A为横截面为直角三角形的光滑柱体.B为横截面为正方形的柱体,两物体按如图所示叠在一起平行靠在竖直墙上,整个系统处于静止状态.已知θ=30°,A的质量m1=2kg,B的质量m2=4kg,取g=10m/s2,B与水平地面间的动摩擦因数为0.2.

(1)求出物体A对物体B和竖直墙产生的压力大小;

(2)求物体B受到水平地面的摩擦力大小和支持力大小.

答案

(1)以A为研究对象,分析受力情况:重力m1g、B的支持力N1和墙的支持力N2,画出力图如图1所示,由平衡条件得

N1cosθ=mg

    N2=N1sinθ

联立解得,N1=

mg
cosθ
=
20
cos30°
N=
40
3
3
N,N2=m1gtanθ=20×
3
3
N
=
20
3
3
N,

根据牛顿第三定律得:物体A对物体B的压力大小为N1′=N1=

40
3
3
N,A对墙产生的压力大小为N2′=N2=
20
3
3
N

(2)以整体为研究对象,分析受力情况,作出力图,根据平衡条件得

    f=N2=

20
3
3
N,

    N3=(m1+m2)g=60N

答:(1)物体A对物体B压力大小是

40
3
3
N,竖直墙产生的压力大小是
20
3
3
N

(2)物体B受到水平地面的摩擦力大小是

20
3
3
N,支持力大小是60N.

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