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> 如图所示,一质量为M的楔形木块放在水平桌面上,它的顶角为90°,两底角为α和β;a、b为两个位于斜面上质量均为...

如图所示,一质量为M的楔形木块放在水平桌面上,它的顶角为90°,两底角为α和β;a、b为两个位于斜面上质量均为...

问题详情:

如图所示,一质量为M的楔形木块放在水平桌面上,它的顶角为90°,两底角为α和β;a、b为两个位于斜面上质量均为m的小木块,已知所有接触面都是光滑的。现发现a、b沿斜面下滑,而楔形木块静止不动,这时楔形木块对水平桌面的压力等于(  )

如图所示,一质量为M的楔形木块放在水平桌面上,它的顶角为90°,两底角为α和β;a、b为两个位于斜面上质量均为...

A.Mg+mg                                                    B.Mg+2mg

C.Mg+mg(sinα+sinβ)                                D.Mg+mg(cosα+cosβ)

【回答】

A

【分析】

本题由于斜面光滑,两个木块均加速下滑,分别对两个物体受力分析,求出其对斜面体的压力,再对斜面体受力分析,求出地面对斜面体的支持力,然后根据牛顿第三定律得到斜面体对地面的压力。

【详解】

对木块a受力分析,如图,

如图所示,一质量为M的楔形木块放在水平桌面上,它的顶角为90°,两底角为α和β;a、b为两个位于斜面上质量均为... 第2张

受重力和支持力由几何关系,得到

N1=mgcosα

故物体a对斜面体的压力为

N1′=mgcosα

同理,物体b对斜面体的压力为

N2′=mgcosβ

对斜面体受力分析,如图,

如图所示,一质量为M的楔形木块放在水平桌面上,它的顶角为90°,两底角为α和β;a、b为两个位于斜面上质量均为... 第3张

根据共点力平衡条件,得到:

N2′cosα-N1′cosβ=0

F支-Mg-N1′sinβ-N2′sinα=0

根据题意有:

α+β=90°

联立式解得

F支=Mg+mg

根据牛顿第三定律,斜面体对地的压力等于Mg+mg;

故选A。

【点睛】

本题关键先对木块a和b受力分析,求出木块对斜面的压力,然后对斜面体受力分析,根据共点力平衡条件求出各个力。也可以直接对三个物体整体受力分析,然后运用牛顿第二定律列式求解,可使解题长度大幅缩短,但属于加速度不同连接体问题,难度提高。

知识点:共点力的平衡

题型:选择题

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