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=μFN③
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=μFN⑥
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.