问题 选择题

如图所示,一块有一定质量的硬平板的N端放在粗糙的水平地面上,M端搁在光滑的竖直墙面上,N端离墙脚P距离为a.若一个质量为m的物块A从M滑向N的过程中,平板始终保持静止,则地面对平板的摩擦力f随物块A离墙面的水平距离x变化的f-x图象应是下图中的(  )

A.

B.

C.

D.

答案

设平板的重力为G,平板与水平方向的夹角为α,物块与平板间动摩擦因数为μ.

以平板为研究对象,分析受力情况:重力G,物块的压力N1和摩擦力f1,墙的弹力N2,地面的支持力N和摩擦力f.

其中,N1=mgcosα,f1=μN1=μmgcosα如图.

根据竖直方向力平衡得到

地面对平板的支持力

N=G+N1cosα+f1sinα=G+mgcosα•cosα+μmgcosα•sinα=定值.

以M点为转轴,根据力矩平衡条件得

   fb+G

a
2
+N1
x
cosα
=Na

得到f=-

mg
b
x+
Na
b
-
Ga
2b

可见,f与x线性关系,f随着x增大而减小,当x=a时,f>0.

故选B

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