解题思路:(1)物体受重力,斜面支持力,摩擦力,由牛顿第二定律可得加速度.(2)用极限法把F推向两个极端来当F较小(趋近于0)时,由于μ<tanθ,因此物块将沿斜面加速下滑;若F较大(足够大)时,物块将相对斜面向上滑,因此F不能太小,也不能太大,根据牛顿第二定律,运用整体隔离法求出F的取值范围.
(1)对物体m受力分析如图1所示沿斜面方向由牛顿第二定律:
mgsinθ-μmgcos=ma
解得:
a=g(sinθ-μcosθ)
=10×(
3
5−0.25×
4
5)m/s2=4m/s2;
(2)设物块处于相对斜面向下滑的临界状态时推力为F1,此时物块受力如图,取加速度a方向为x轴正向,对m:
x方向:Nsinθ-μNcosθ=ma1
y方向:Ncosθ+μNsinθ-mg=0
对整体:F1=(M+m)a1
把已知代入并解得:
a1=
g(sinθ−μcosθ)
cosθ+μsinθ=
10×(0.6−0.25×0.8)
0.8+0.25×0.6m/s2=5m/s2
F1=(2+1)×5N=15N;
设物块于相对斜面向上滑的临界状态时推力为F2,此时物块受力如图,对m:
x方向:Nsinθ+μNcosθ=ma2
y方向:Ncosθ-μNsinθ-mg=0
对整体:F2=(M+m)a2
把已知代入并解得:
a2=
g(sinθ+μcosθ)
cosθ−μsinθ=
10×(0.6+0.25×0.8)
0.8−0.25×0.6m/s2=12.3m/s2
F2=(2+1)×12.3N=36.9N
综上得要使m相对M不滑动F必须满足的条件是:
15N≤F≤36.9N;
答:
(1)若直角劈M静止不动,物体运动的加速度大小为4m/s2;
(2)现对劈施以水平向左的推力F,要使物体与赢角劈斜面相对静止,则推力F应满足什么条件为15N≤F≤36.9N.
点评:
本题考点: 牛顿第二定律;力的合成与分解的运用.
考点点评: 解决本题的关键能够正确地受力分析,抓住临界状态,运用牛顿第二定律进行求解,注意整体法和隔离法的运用.