Question

18．如圖所示，在貨運(yùn)電梯中質(zhì)量為m的箱體A置于斜面B上，其間靜摩擦因數(shù)為μ，斜面的最大承載力為F_Nm（F_Nm＞mg），為使電梯加速上升中A、B間不致相對(duì)滑動(dòng)，斜面傾角θ的最大值θ_m=arctanμ，在此前提下，電梯上升加速度的取值不得超過$\frac{{F}_{Nm}-mgcos{θ}_{m}}{mcos{θ}_{m}}$．

Answer 1

分析 為使電梯加速上升中A、B間不致相對(duì)滑動(dòng)，則斜面對(duì)A的摩擦力與斜面對(duì)A的支持力的合力沿豎直方向，且斜面對(duì)A的支持力最大值為F_Nm，根據(jù)三角關(guān)系求出θ最大值；由牛頓第二定律求出加速度最大值．

解答 解：電梯加速上升過程中，對(duì)A受力有重力mg，斜面對(duì)A的支持力N，斜面對(duì)A的摩擦力f，如圖所示

為使電梯加速上升中A、B間不致相對(duì)滑動(dòng)，則f與N的合力沿豎直方向，滿足：$\frac{f}{N}=tanθ$
N≤F_Nm
f=μN(yùn)
聯(lián)立三式得：tanθ=μ
斜面傾角θ的最大值θ_m=arctanμ
在此前提下，電梯上升加速度的最大值為a，則f與N的最大值的合力為：${F}_{合}=\frac{{F}_{Nm}}{cos{θ}_{m}}$
由牛頓第二定律得：F_合-mg=ma
聯(lián)立兩式得：a=$\frac{{F}_{Nm}-mgcos{θ}_{m}}{mcos{θ}_{m}}$
故答案為：arctanμ，$\frac{{F}_{Nm}-mgcos{θ}_{m}}{mcos{θ}_{m}}$．

點(diǎn)評(píng) 本題為競(jìng)賽題，難度較大，切入點(diǎn)為：對(duì)A受力分析時(shí)，要分析f與N的三角關(guān)系；需注意斜面的最大承載力為F_Nm