Question

16．如图所示，一个箱子放在水平面上，箱内有固定在箱中的竖直杆，杆上套着一个环，箱和杆的质量为10kg，环的质量为3kg，给环一个向上的初速度，由于摩擦，环沿杆向上以大小为15m/s²的加速度做匀减速运动，在环向上运动的时间内（　　）

• A． 杆对环的摩擦力大小为45N
• B． 杆对环的摩擦力大小为15N
• C． 箱对地面压力为145N
• D． 箱对地面压力为85N

Answer 1

分析 先以环为研究对象，根据牛顿第二定律求出环所受的滑动摩擦力大小．再以箱子为研究对象，分析受力情况，根据平衡条件求出地面对箱子的支持力，再根据牛顿第三定律求出箱对地面的压力．

解答 解：A、以环为研究对象，环受到的重力和摩擦力的方向都向下，根据牛顿第二定律得：mg+F_f=ma，则得：F_f=ma-mg=3×15-3×10=15N；故A错误，B正确；
C、再以箱子为研究对象，分析受力情况：箱子受到重力Mg、地面的支持力N和环对箱子向上的滑动摩擦力F_f′，由牛顿第三定律知，有：F_f′=F_f=15N；
根据平衡条件得：地面对箱子的支持力为：N=Mg-F_f′=10×10-15=85N；
根据牛顿第三定律得箱对地面的压力大小：N′=N=85N
故C错误，D正确．
故选：BD

点评 本题是平衡条件和牛顿运动定律的综合应用，采用隔离法研究，其中合理选择研究对象，进行正确的分析受力是关键．