(1)由匀加速运动的公式v2=2ax得 物块沿斜面下滑的加速度为a=1.4 m/s2 由于a<gsinθ=5 m/s2,可知物块受到摩擦力的作用.分析物块受力,它受三个力,如图所示. 对于沿斜面的方向和垂直于斜面的方向,应用牛顿第二定律有 mgsinθ-Ff1=ma mgcosθ-FN1=0
分析木楔受力,它受五个力作用,如图所示
对于水平方向,由牛顿第二定律有 Ff2+Ff1′cosθ-FN1′sinθ=0 由此可解得地面作用于木楔的摩擦力,又因Ff1′=Ff1 FN1′=FN1 所以Ff2=FN1′sinθ-Ff1′cosθ =mgcosθsinθ-(mgsinθ-ma)cosθ=macosθ 故Ff2=1×1.4×N=1.21 N 此力的方向与图中所设的一致(由C指向B的方向). 故地面对木楔的摩擦力的大小为1.21N,方向水平向左. (2)对于木楔在竖直方向,由平衡条件得 FN2-Mg-FN1′cosθ-Ff1′sinθ=0 故:FN2=Mg+FN1′cosθ+Ff1′sinθ=Mg+mgcos θcosθ+(mgsinθ-ma)sinθ =(M+m)g-masinθ =(20+1)×10 N-1×1.4×N=209.3 N 故地面对木楔的支持力的大小为209.3N. |