分析 (1)箱子受重力、推力、支持力和摩擦力,箱子做匀速直线运动,处于平衡状态,根据平衡条件并结合正交分解法列式求解支持力和摩擦力,根据牛顿第三定律得到压力;
(2)对箱子受力分析,受重力、支持力、拉力和摩擦力,其中拉力为最小值,根据平衡条件并结合正交分解法列式分析.
解答 解:(1)对箱子受力分析,如图所示:
根据平衡条件,水平方向,有:Fcosθ-f=0,
竖直方向,有:N-Fsinθ-G=0,
其中:f=μN,
联立解得:N=200N,f=50 $\sqrt{3}$N;
根据牛顿第三定律,压力大小为50 $\sqrt{3}$ N.
(2)对物体受力分析,如图所示:
根据平衡条件,水平方向,有:Fcosθ-f=0,
竖直方向,有:N+Fsinθ-G=0,
其中:f=μN,
故F=$\frac{μG}{cosθ+μsinθ}$
令μ=tanα,则F=$\frac{sinαG}{sin(α+θ)}$;
当α+θ=90°时,F有最小值,故F=sinαG=90N,故α=37°,
故μ=tan37°=0.75,θ=53°;
答:(1)旅行箱对地面的压力大小为200N,摩擦力的大小为50$\sqrt{3}$N;
(2)旅行箱与地面间的动摩擦因数为0.75,最小拉力与水平方向间的夹角为53°.
点评 本题关键是对物体受力分析,根据平衡条件并采用正交分解法列式分析,第二问令μ=tanα求解F的最小值的表达式是关键;
多力平衡的基本解题方法:正交分解法
利用正交分解方法解体的一般步骤:
①明确研究对象;
②进行受力分析;
③建立直角坐标系,建立坐标系的原则是让尽可能多的力落在坐标轴上,将不在坐标轴上的力正交分解;
④x方向,y方向分别列平衡方程求解.
科目:高中物理 来源: 题型:实验题
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 充电过程,波长为1200 m | B. | 充电过程,波长为1500 m | ||
C. | 放电过程,波长为1200 m | D. | 放电过程,波长为1500 m |
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科目:高中物理 来源: 题型:解答题
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 电路中的总电流先增大后减小 | |
B. | 电源的内电压先增大后减小 | |
C. | 电源的输出功率先增大后减小 | |
D. | 滑动变阻器R1上消耗的功率先增大后减小 |
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 若B左移,T将增大 | B. | 若B右移,T将增大 | ||
C. | 若B左移、右移,T都保持不变 | D. | 若B左移、右移,T都减小 |
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 物体所受静摩擦力一定比原来减小 | |
B. | 物体对斜面的正压力比原来增大 | |
C. | 静摩擦力的方向可能发生变化 | |
D. | 即使用很大的水平向右的力推物体都推不动 |
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | AB段断路 | B. | BC段断路 | C. | 电键断路 | D. | 电键短路 |
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 汽车刹车过程的加速度大小为5m/s2 | |
B. | 汽车刹车过程持续的时间为2s | |
C. | 汽车在0时刻的初速度大小为20m/s | |
D. | 汽车刹车过程的位移大小为40m |
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