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物理
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一质量为M,倾角为θ的楔形木块,静置在水平桌面上,与桌面间的滑动摩擦系数为μ.一质量为m的物块,置于楔形木块的斜面上,物块与斜面的接触是光滑的.为了保持物块相对斜面静止,可用一水平力F推楔形木块,如图所示.求水平力F的大小等于多少?
人气:251 ℃ 时间:2019-10-19 15:15:12
解答
先对m进行研究,受重力mg,斜面支持力N,如图
由于M和m一起向左加速而相对静止,则mg与N合力向左,且合力等于ma.
如图,由数学知识可知
mg⋅tgθ
=
m⋅a
即a=g⋅tgθ
再对m和M整体研究
在竖直方向是平衡状态,受重力(M+m)g,受地面支持力F
N
,且F
N
=(M+m)g.
水平方向向左匀加速运动,受向左推力F和向右滑动摩擦力f,根据牛顿第二定律,有
F-f=(M+m)a
由于
f=μ(M+m)g
将a代入,得
F=(m+M)g⋅tgθ+μ(m+M)g
故水平力F的大小等于(m+M)g⋅tgθ+μ(m+M)g.
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