解题思路:对箱子受力分析,受到拉力、重力、支持力和摩擦力;再对汽车受力分析,受到拉力、重力、牵引力、支持力和摩擦力;然后根据共点力平衡条件列式求出牵引力的表达式,分析最小值.
对箱子受力分析,如图
[μmg/cosα+μsinα]根据共点力平衡条件,有
水平方向:Fcosα-f1=0
竖直方向:Fsinα+FN=mg
其中 f1=μFN
解得
F=[μmg/cosα+μsinα] ①
再对车受力分析,如图
根据共点力平衡条件,有
水平方向:F牵-Fcosα-f2=0 ②
竖直方向:Mg+Fsinα=N ③
其中 f2=kN ④
由①②③④解得
F牵=μmg+kMg+
k−μ
1+μtanα
当α=0°时,取最小值,为μmg+kMg
故选A.
点评:
本题考点: 共点力平衡的条件及其应用;力的合成与分解的运用.
考点点评: 本题关键是分别对箱子和车受力分析,根据共点力平衡条件求解出牵引力的表达式,再讨论最小值问题.