水平地面上有一木箱,木箱与地面之间的动摩擦因数为μ(0<μ<1).现对木箱施加一拉力F,使木箱做匀速直线运动.设F的方向

2个回答

  • 解题思路:在θ从0逐渐增大到90°的过程中,木箱的速度保持不变,说明物体受力始终平衡,受力分析后正交分解表示出拉力F,应用数学方法讨论F的变化,求解出支持力后讨论变化.

    A、B、对物体受力分析如图:

    因为物体匀速运动,水平竖直方向均受力平衡:

    水平方向:Fcosθ=μ(mg-Fsinθ) ①

    竖直方向:FN+Fsinθ=mg ②

    解得:F=[μmg/cosθ+μsinθ]

    令:sinβ=

    1

    1+μ2,cosβ=

    μ

    1+μ2,即:tanβ=[1/μ]

    则:F=

    μmg

    (sinβcosθ+cosβsinθ)

    1+μ2=

    μmg

    cos(θ−β)

    1+μ2

    θ从0逐渐增大到90°的过程中,在θ<β前:cos(θ-β)逐渐变大,所以F逐渐减小

    在θ>β后:cos(θ-β)逐渐变小,所以F逐渐增大

    所以结论是:F先减小后增大,故A正确,B错误;

    C、木箱一直匀速前进,故合力一直为零,故C错误;

    D、由②式,得到FN=mg-Fsinθ=mg−

    μmgsinθ

    cosθ+μsinθ=mg−

    μmg

    cotθ+μ,故θ越大,支持力越小,故D正确;

    故选AD.

    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: 本题为平衡条件的应用问题,受力分析后应用平衡条件求解即可,难点在于研究对象的选择和应用数学方法讨论拉力F的变化,难度不小,需要细细品味.