问题 问答题

如图所示,在倾角为θ的粗糙斜面上,有一个质量为m的物体被水平力F推着静止于斜面上,已知物体与斜面间的动摩擦因数为μ,且μ<tanθ,若物体恰好不下滑,则推力F为多少?若物体恰好不上滑,则推力F为多少?(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)

答案

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=

sinθ-μcosθ
cosθ+μsinθ
mg

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.

Fmax=

sinθ+μcosθ
cosθ-μsinθ
mg

答:若物体恰好不下滑,则推力F为

sinθ-μcosθ
cosθ+μsinθ
mg.

若物体恰好不上滑,则推力F为

sinθ+μcosθ
cosθ-μsinθ
mg.

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