在倾角a=30的斜面上,放一个重G=200N的物体,物体与斜面的滑动摩擦系数为u=(根号3)/3,要使物体沿斜面匀速向上

5个回答

  • 1.建立坐标系:以物体为原点;以平行于斜面为x轴,斜向上为正方向;以垂直于斜面为y轴,斜向上为正方向.

    2.设对物体施加一个斜向上的力F,与x轴正方向呈θ夹角,与y轴正方向呈(π/2-θ)夹角,且θ∈[0,π/2](因为若θ∈(π/2,3π/2),物体不会向上运动;若θ∈(-π/2,0),F必然不会取到最小值).

    3.对y轴方向受力分析:N+Fsinθ=Gcos30° 得斜面对物体的支持力N=Gcos30°-Fsinθ

    4.对x轴方向受力分析:Fcosθ=μN+Gsin30°

    5.对两方程整理得F=G*(μcos30°+sin30°)/(cosθ+μsinθ)=200/(cosθ+√3/3sinθ)=100√3/sin(θ+60°)

    6.所以当θ=30°时,F取到最小值F=100√3N≈173N

    总体思路是:显然力F的大小与θ有关系,因此找出F与θ的函数关系,然后求最值.

    其中求最值的部分如果对三角函数不熟练,求导也可得出结论,只是计算繁琐些.