Question

如图所示，物体A叠放在物体B上，物体A的质量为1kg，物体B的质量为2kg．A用轻绳系在墙壁上，轻绳与水平方向成53°角．A与B、B与地面间的动摩擦因数均为0.5．若用力F把B匀速向右拉（A未掉下），g取10m/s²，sin53°=0.8，cos53°=0.6，求：
（1）轻绳上的拉力大小
（2）A物体所受的摩擦力大小
（3）力F的大小．

Answer 1

分析：将物体B匀速向右拉出过程中，A物体保持静止状态，受力均平衡．分别分析两个物体的受力情况，作出力图，根据平衡条件列方程求解细线拉力和水平力F的大小，再根据滑动摩擦力公式，即可求解．

解答：解：（1）（2）对A、B受力分析如图所示

取A为研究对象，竖直方向有：F_N1+F_Tcos37°=m_Ag      
水平方向：F_f1=F_Tsin37°                     
其中：F_f1=μF_N1                              
由以上各式联立并代入数据解得：F_T=5N，F_f1=3N           
（3）对B由平衡方程：水平方向：F=F_f1′+F_f2      
竖直方向：F_N=m_Bg+F_N1′
其中：F_f2=μF_N2                             
解得：F=F_f1-μF_N2=2F_f1-μm_Bg=6-0.5×2×20N=16N              
答：（1）轻绳上的拉力大小5N；
（2）A物体所受的摩擦力大小3N；
（3）力F的大小16N．

点评：本题是两个物体平衡问题，采用隔离法研究，关键是分析物体的受力情况，作出力图后根据平衡条件列方程求解．