Question

如圖所示，一個(gè)重為200N的物體，放在傾角為20°的粗糙斜面上保持靜止．已知物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.4．求：（附：你可能需要用到的數(shù)據(jù)sin20°=0.34  cos20°=0.94  tan20°=0.36  g=10m/s²）
（1）物體的重力對(duì)斜面的壓力分量和沿斜面的下滑力分量的大小；
（2）比較此時(shí)物體的重力和物體對(duì)斜面壓力的大小，并根據(jù)你的理解，判斷此時(shí)的物體是否處于失重狀態(tài)？簡(jiǎn)要說(shuō)出判斷的依據(jù)；
（3）若假設(shè)斜面對(duì)物體的摩擦力突然消失，變成光滑的斜面，請(qǐng)求這種假想情況下物體的加速度．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)平行四邊形定則作圖，然后結(jié)合幾何關(guān)系列式求解；
（2）失重有向下的加速度，故不是失重；
（3）根據(jù)牛頓第二定律列式求解即可．

解答：解：（1）斜面上物體的重力產(chǎn)生的兩個(gè)作用效果：

垂直斜面的壓力G₁和沿斜面向下的下滑力G₂，根據(jù)重力的分解示意圖，可得：
G₁=Gcos20°=200×0.94N=188 N
G₂=Gsin20°=200×0.34N=68N
（2）因?yàn)槭е厥怯捎谖矬w在豎直方向上具有向下的加速度而形成的，使支持面對(duì)物體的支持力小于物體實(shí)際的重力的受力情況．由于物體此時(shí)處于靜止?fàn)顟B(tài)，所以此時(shí)的物體不屬于處于失重狀態(tài)．
（3）若斜面的摩擦力突然消失，此時(shí)物體只受到重力和斜面的支持力作用，合力方向沿斜面向下，受力如圖示：合力F=G₂=Gsin20°=mgsin20°=ma
a=gsin20°=10×0.34m/s²=3.4m/s²
答：（1）物體的重力對(duì)斜面的壓力分量為188N，沿斜面的下滑力分量的大小為68N；
（2）不是失重狀態(tài)，沒(méi)有加速度，是平衡態(tài)；
（3）若假設(shè)斜面對(duì)物體的摩擦力突然消失，變成光滑的斜面，這種假想情況下物體的加速度為3.4m/s²．

點(diǎn)評(píng)：本題關(guān)鍵受力分析后根據(jù)平衡條件和牛頓第二定律列式，基礎(chǔ)題．