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如图所示,在水平地面上放一质量为40千克的木箱,用大小为F=60牛,方向与水平成θ=37°角的力斜向下推木箱时,恰能使木箱匀速前进.求:
(1)此时摩擦力大小为多少?地面上支持力为多少?摩擦系数为多少?
(2)如果改用同样大小的力,方向与水平面成37°角斜向上拉木箱,则木箱加速度为多少?使木箱从静止开始运动20秒,木箱的位移多大?

解:(1)木箱在水平方向上平衡,有:f=Fcosθ=60×0.8N=48N.
竖直方向上平衡有:N=mg+Fsin37°=436N.
则动摩擦因数
(2)根据牛顿第二定律得,
a=,代入数据解得a=0.2m/s2
则x=
答:(1)摩擦力的大小为48N,支持力的大小为436N,摩擦系数为0.11.
(2)加速度的大小为0.2m/s2.木箱的位移为40m.
分析:(1)对木箱受力分析,运用共点力平衡,求出摩擦力和支持力的大小,根据滑动摩擦力的公式求出摩擦系数.
(2)改用同样大小的力,方向与水平面成37°角斜向上拉木箱,通过牛顿第二定律,运用正交分解求出木箱的加速度,根据匀变速直线运动的位移时间公式求出木箱的位移.
点评:本题综合考查了共点力平衡和牛顿第二定律,知道加速度是联系力学和运动学的桥梁,通过加速度,可以根据力求运动,也可以根据运动求力.
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