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广州初中物理:斜面上木块的压力和摩擦力怎么算?

2026-04-19 16:15:19信息公告0

题目YNV物理好资源网(原物理ok网)

如图呈现,有一个重量为 G 等于 50N 的木块,处于静止状态广州初中物理,所在斜面倾角为 θ 是 30∘,此斜面是粗糙的,已知木块与斜面之间的动摩擦因数 μ 为 0.3,重力加速度 g 是 10 m/s2。求:YNV物理好资源网(原物理ok网)

(1)木块对斜面的压力大小;YNV物理好资源网(原物理ok网)

(2)斜面对木块的静摩擦力大小和方向;YNV物理好资源网(原物理ok网)

(3)倘若逐渐去将斜面的倾角增大到 θ′等于 45∘,那么木块会不会开始出现滑动呢?请对理由予以说明。YNV物理好资源网(原物理ok网)

题目解析与讲解关键知识点YNV物理好资源网(原物理ok网)

本题全面考查了力的分解,以及二力平衡,还有静摩擦力与最大静摩擦力的关系,属于初中力学里“力与运动”模块的典型问题,需要掌握以下核心方法:YNV物理好资源网(原物理ok网)

详细解答YNV物理好资源网(原物理ok网)

(1)求木块对斜面的压力大小YNV物理好资源网(原物理ok网)

有一个木块,它处于静止状态,是在斜面上,其所受到的各力分别是,重力 G,斜面给予的支持力 FN,这个支持力方向是垂直斜面向上,还有静摩擦力 f,此静摩擦力方向是沿斜面向上,目的是对木块下滑趋势起到阻碍作用。YNV物理好资源网(原物理ok网)

将重力 G分解为两个分力:YNV物理好资源网(原物理ok网)

广州初中物理YNV物理好资源网(原物理ok网)

依循着竖直方向以及水平方向的平衡状况,或者径直于垂直斜面方向之上,让受力达成平衡状态:YNV物理好资源网(原物理ok网)

支持力FN,与G⊥成为一对平衡力,也就是说,FN等于G⊥,而G⊥又等于Gcosθ。YNV物理好资源网(原物理ok网)

代入数据:YNV物理好资源网(原物理ok网)

G=50 N,θ=30∘,cos30∘=23≈0.866,YNV物理好资源网(原物理ok网)

则 FN=50 N×0.866≈43.3 N。YNV物理好资源网(原物理ok网)

依据牛顿第三定律,木块针对斜面的压力FN′跟支持力FN,其大小等同,方向相反,所以FN′等于43.3 N(大约是43 N或者保留根号形式的253 N)。YNV物理好资源网(原物理ok网)

(2)求静摩擦力的大小和方向YNV物理好资源网(原物理ok网)

于沿斜面的那个方向之上,木块处于静止状态,其合力为零。沿斜面向下的那个分力G∥跟静摩擦力f形成平衡状态,具体而言就是f等于G∥,而G∥等于Gsinθ。YNV物理好资源网(原物理ok网)

代入数据:YNV物理好资源网(原物理ok网)

sin30∘=0.5,则 f=50 N×0.5=25 N。YNV物理好资源网(原物理ok网)

G 存在着这样一种情况,它是沿着斜面向下方存在的,静摩擦力出于要对其趋势进行阻碍的目的,所以它的方向是沿着斜面向上的。YNV物理好资源网(原物理ok网)

(3)判断增大倾角至 45∘时木块是否滑动YNV物理好资源网(原物理ok网)

广州初中物理YNV物理好资源网(原物理ok网)

倾角增大到,那个角度是θ′等于45∘的时候,要进行比较,比较什么呢广州初中物理,是沿斜面向下的分力G∥′与最大静摩擦力fmax的大小 ,这是要做判断的内容,是需要进行如此这般比较的。YNV物理好资源网(原物理ok网)

计算 G∥′:YNV物理好资源网(原物理ok网)

G∥′=∘=50 N×22≈35.4 N。YNV物理好资源网(原物理ok网)

计算最大静摩擦力 fmax(近似等于滑动摩擦力):YNV物理好资源网(原物理ok网)

fmax等于μ乘以FN′,这里面,FN′就是在这个时候木块针对斜面的压力,而这个压力等同于支持力FN′。YNV物理好资源网(原物理ok网)

FN′=∘=50 N×22≈35.4 N,YNV物理好资源网(原物理ok网)

因此 fmax=0.3×35.4 N≈10.6 N。YNV物理好资源网(原物理ok网)

比较大小:YNV物理好资源网(原物理ok网)

G平行于某方向的分量的值约为35.4牛,这个值大于最大静摩擦力约10.6牛,所以木块会沿着斜面往下滑动。YNV物理好资源网(原物理ok网)

总结YNV物理好资源网(原物理ok网)

通过斜面模型,本题综合考查了力的分解,考查了平衡条件,考查了摩擦力分析,它是初中力学中“静态平衡”中问题的典型代表。解题的关键在于正确地分解重力,在于明白各力的方向一流范文网,在于清楚平衡关系,并要注意静摩擦力随着外力变化的特性,初中阶段简化为最大静摩擦力等于滑动摩擦力。YNV物理好资源网(原物理ok网)