Question

2．如圖所示，在水平桌面上有一質(zhì)量為4千克的物體在力的作用下運(yùn)動(dòng)，若μ=0.3，F(xiàn)=20牛，θ=30°，求：
（1）畫出受力圖    （2）支持力F_N；   （3）摩擦力F_f；      （4）加速度a．

Answer 1

分析 對物體進(jìn)行受力分析，先分析一定存在的力，再結(jié)合已知分析可能存在的力；物體在豎直方向受力平衡，將力F正交分解，結(jié)合平衡狀態(tài)對物體在豎直方向列平衡方程即可求出F_N；利用滑動(dòng)摩擦力公式F_f=μF_N求解物體所受摩擦力；根據(jù)水平方向物體向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，對水平方向運(yùn)用牛頓第二定律即可求出加速度a．

解答 解：（1）設(shè)物體質(zhì)量為m重力加速度為g．
對物體進(jìn)行受力分析：物體受到四個(gè)力作用，①豎直向下的重力mg，②豎直向上的支持力F_N，③拉力F，④水平向左的摩擦力F_f，
受力情況如下圖所示．

（2）如圖，水平方向建立坐標(biāo)系為x軸，豎直方向?yàn)閥軸，將力F正交分解．

對小球在豎直方向受力平衡有：Fsinθ+F_N=mg  ①
代入題中數(shù)據(jù)得：F_N=30N，方向豎直向上
（3）對物體應(yīng)用滑動(dòng)摩擦力公式：F_f=μF_N②
由①②式結(jié)合題中數(shù)據(jù)得：F_f=9N，方向水平向左
（4）水平方向?qū)π∏驊?yīng)用牛頓第二定律得：Fcosθ-F_f=ma  ③
由①②③式結(jié)合題中數(shù)據(jù)得：a≈2.08m/s²，方向水平向右．
答：（1）受力如圖所示；
      （2）支持力F_N=30N，方向豎直向上；
      （3）摩擦力F_f=9N，方向水平向左；
      （4）加速度a≈2.08m/s²，方向水平向右．

點(diǎn)評 本題難度不大，考查點(diǎn)包括受力分析，正交分解以及滑動(dòng)摩擦力公式，注意結(jié)果是矢量不要忘記方向．