问题
计算题
如图所示，放在水平面上质量为m=0.4kg的物体，在水平力F1=3N的作用下作匀速直线运动，现在若再对物体施加一个力F，且F与F1在同一竖直面内，要使物体仍作匀速直线运动，则F与F1的夹角θ为多大？
答案
解：物体在水平力F1的作用下作匀速直线运动，物体受到四个力作用：重力mg、弹力N1、拉力F1、滑动摩擦力f1，且这四个力的合力为零。现再加一个外力F后，物体仍做匀速直线运动，说明物体所受合力仍然为零，因注意到此时弹力、滑动摩擦力都发生了变化，不再是原来的值，都变小了，设为N2与f2，而动摩擦因数μ未变，物体的两次受力图如图所示：
根据平衡条件第一次：
，
，
，
第二次：
，
，
由此可得：
，θ=53°
F与F1的夹角