解题思路:当F较小时,摩擦力方向沿斜面向上,当F较大时,摩擦力方向沿斜面向下.分别针对两种情况,运用平衡条件和正交分解法,求出F的两个值,即可求出F的最大值和最小值.
当F较小,即Fcos37°<mgsin37°时,摩擦力方向将沿斜面向上,
根据受力分析和平衡条件有
沿斜面方向上:F cos37°+f=mgsin37°
垂直于斜面方向上:Fsin37°+mgcos37°=FN
当摩擦力达到最大静摩擦力,即f=μFN时,推力F最小.
Fmin=
sin37°−μcos37°
cos37°+μsin37°mg=
0.6−0.5×0.8
0.8+0.5×0.6×100=
200
11N=18.2N
当F较大,即Fcos37°>mgsin37°时,摩擦力方向将沿斜面向下,
根据受力分析和平衡条件有
沿斜面方向上:F cos37°=f+mgsin37°
垂直斜面方向上:Fsin37°+mgcos37°=FN
当摩擦力达到最大静摩擦力,即f=μFN时,推力F最大.
Fman=
sin37°+μcos37°
cos37°−μsin37°mg=
0.6+0.5×0.8
0.8−0.5×0.6×100=
100
0.5N=200N
水平推力范围为:18.2N≤F≤200N.
答:作用在物体上的水平推力F的范围为18.2N≤F≤200N.
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: 此题主要考查了受力分析和正交分解法的在平衡问题的应用,属于典型的问题,难度不大,属于中档题.