Question

15．如图，质量为M的楔形物块静置于水平地面上，其斜面的倾角为θ．斜面上有一质量为m的小物块，小物块与斜面之间存在摩擦．用恒力F沿斜面向上拉小物块，使之匀速上滑，在小物块运动的过程中，楔形物块始终保持静止．求：
（1）质量为m的小物块受到的弹力；
（2）楔形物块受到的支持力；
（3）楔形物块受到地面的摩擦力．

Answer 1

分析 （1）物块m匀速上升，受力平衡，合力为零，对m受力分析，根据平衡条件即可求解；
（2、3）楔形物块M始终保持静止合力也为零，将两个物体看成整体进行研究，根据平衡条件求解地面对楔形物块支持力和摩擦力．

解答 解：（1）物块m匀速上升，受力平衡，对m受力分析，根据平衡条件得：
楔形物块对小物块的支持力F_N=mgcosθ
（2）以物块m和楔形物块M整体为研究对象，分析受力情况，如图，
由平衡条件得地面对楔形物块支持力大小为：N=（M+m）g-Fsinθ
地面对楔形物块有向右的摩擦力大小为：
f=Fcosθ．
答：（1）质量为m的小物块受到的弹力为mgcosθ；
（2）楔形物块受到的支持力为（M+m）g-Fsinθ；
（3）楔形物块受到地面的摩擦力为Fcosθ．

点评 本题采用整体法处理两个物体的平衡问题，也可以采用隔离法研究；但过程要比整体法复杂，故在解题时优先应用整体法．