问题 计算题

如图所示,将重为G的物体A放在倾角为30°的斜面上,A与斜面间的动摩擦因数μ=0.1,那么对A施加一个多大的水平力F,可使A物体保持静止?(设A所受最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等)

答案

0.45G≤F≤0.72G

题目分析:当物体A有沿斜面向上的运动趋势时,其受力如图甲所示.

沿斜面、垂直斜面建立坐标系,由平衡条件得:

在x轴上:Fcos α=Gsin α+f①在y轴上:FN=Fsin α+Gcos α②

且摩擦力fm=μFN

由以上三式得:F==0.72G

当物体A有沿斜面向下的运动趋势时,其受力如图乙所示.

在x轴上:Fcos α+f=Gsin α④

在y轴上:FN=Gcos α+Fsin α⑤

且摩擦力fm=μFN

由④⑤⑥得作用力

考虑两个结果可知,水平力F的取值范围为

0.45G≤F≤0.72G

点评:解决本题的关键正确地进行受力分析,抓住合力等于零,运用正交分解进行求解.注意物体可能沿斜面向上做匀速直线运动,可能沿斜面向下做匀速直线运动.

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