Question

15．如图，重物A质量为m_A=5kg，重物B质量为m_B=4kg，受到F=25N的水平力作用而保持静止．已知物体与水平地面间的动摩擦因数为?=0.6，设水平面对物体的最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，求：
（1）此时物体A所受到的摩擦力大小和方向如何？
（2）若将F撤出后，物体A受的摩擦力大小和方向如何？
（3）若将物体B撤去，物体A所受的摩擦力大小和方向如何？
（4）为使系统处于静止状态，则外力F的大小范围？

Answer 1

分析 （1）A处于平衡状态，结合共点力平衡求出A所受的静摩擦力大小和方向．
（2）撤去F后，通过绳子拉力与最大静摩擦力的关系，判断出不能保持静止，结合滑动摩擦力公式求出A的摩擦力大小和方向．
（3）撤去B，根据F与最大静摩擦力大小关系判断出A处于静止，结合平衡求出物体A的摩擦力大小和方向．
（4）对系统研究，抓住临界状态，结合共点力平衡求出F的范围．

解答 解：（1）A处于静止，则B也静止，拉力T=m_Bg=40N，
对A，有：F+f=T，解得f=T-F=40-25N=15N，方向向左．
（2）撤去F后，由于拉力大于最大静摩擦力，则A会滑动，则A所受的摩擦力f=μm_Ag=0.6×50N=30N，方向向左．
（3）将B撤去，由于F＜μm_Ag，则A处于静止，则f=F=25N，方向向右．
（4）若系统处于静止，对A受力分析，
当F最大时，A所受的最大静摩擦力向右，有：F=μm_Ag+T=0.6×50+40N=70N，
当F最小时，A所受的最大静摩擦力向左，有：F+μm_Ag=T，解得F=40-30N=10N，
所以拉力F的范围为10N≤F≤70N．
答：（1）物体A所受到的摩擦力大小为15N，方向向左．
（2）物体A受的摩擦力大小为30N，方向向左．
（3）物体A所受的摩擦力大小为35N，方向向右．
（4）拉力F的范围为10N≤F≤70N．

点评 本题考查了共点力平衡的基本运用，关键灵活地选择研究对象，通过平衡进行求解，还需注意物体所受的摩擦力是静摩擦力还是滑动摩擦力．