Question

一質量為M，傾角為θ的楔形木塊，靜置在水平桌面上，與桌面間的滑動摩擦系數為μ．一質量為m的物塊，置于楔形木塊的斜面上，物塊與斜面的接觸是光滑的．為了保持物塊相對斜面靜止，可用一水平力F推楔形木塊，如圖所示．求水平力F的大小等于多少？

Answer 1

解：先對m進行研究，受重力mg，斜面支持力N，如圖

由于M和m一起向左加速而相對靜止，則mg與N合力向左，且合力等于ma．
如圖，由數學知識可知
=

再對m和M整體研究
在豎直方向是平衡狀態(tài)，受重力（M+m）g，受地面支持力F_N，且F_N=（M+m）g．
水平方向向左勻加速運動，受向左推力F和向右滑動摩擦力f，根據牛頓第二定律，有
F-f=（M+m）a
由于
f=μ（M+m）g
將a代入，得

故水平力F的大小等于（m+M）g?tgθ+μ（m+M）g．
分析：先對滑塊受力分析，然后根據牛頓第二定律并運用合成法求出加速度；再對整體受力分析，根據牛頓第二定律求解出推力F．
點評：本題關鍵先對滑塊受力分析后運用牛頓第二定律求出加速度，再對整體受力分析后運用牛頓第二定律求解推力F．