Question

如圖所示，小球被輕質(zhì)細(xì)繩系住斜吊著放在靜止的光滑斜面上，設(shè)小球質(zhì)量m=1kg，斜面傾角α=30°，懸線與豎直方向夾角θ=30°，光滑斜面的質(zhì)量為3kg，置于粗糙水平面上．g=10m/s²．
求：（1）地面對(duì)斜面的摩擦力的大小和方向．
（2）地面對(duì)斜面的支持力的大小．

Answer 1

解：（1）選小球?yàn)檠芯繉?duì)象，受力分析并合成如圖：

由平衡條件：F′=mg
由平面幾何知識(shí)可得：N與F′夾角為30°，T與F′夾角也為30°
故畫出的平行四邊形為菱形，連接對(duì)角線便可找出直角三角形：
由：cos30°=得：T==N
再對(duì)整體受力分析，整體水平方向受繩子拉力的分力及摩擦力而處于平衡；
故摩擦力f=Tcos30°=5N；
（2）選小球和斜面組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象，受力分析如圖：

由平衡條件得：
N+Tcos30°=（M+m）g，解得：N=（M+m）g-=35N
答：（1）地面對(duì)斜面的摩擦力為5N；（2）地面對(duì)斜面的支持力的大小為35N
分析：小球和斜面均處于平衡狀態(tài)，分別對(duì)小球和斜面受力分析應(yīng)用合成或分解即可解決．
點(diǎn)評(píng)：對(duì)小球和斜面進(jìn)行受力分析，運(yùn)用力的合成或分解結(jié)合共點(diǎn)力平衡條件解決問題．選擇好合適的研究對(duì)象有事半功倍的效果．