试题内容 |
如图所示,自动扶梯与水平面夹角为θ,上面站着质量为m的人,当自动扶梯以加速度a加速向上运动时,求扶梯对人的弹力F N和扶梯对人的摩擦力Ff,重力加速度为g。 |
答案解析 |
【答案】 mg+masin θ macos θ 【解析】 这是一个动力学问题,人受到竖直向下的重力mg、竖直向上的支持力F N和水平向右的摩擦力Ff,因为人的加速度方向沿扶梯向上,所以人所受的这三个力的合力方向也沿扶梯向上。 解法一:建立如图甲所示的直角坐标系,人的加速度方向正好沿x轴正方向,由题意可得 x轴方向: Ffcos θ-F Nsin θ-mgsin θ=ma y轴方向: F Ncos θ-Ffsin θ-mgcos θ=0 解得F N=mg+masin θ Ff=macos θ 解法二:建立如图乙所示的直角坐标系(水平向右为x轴正方向,竖直向上为y轴正方向)。由于人的加速度方向是沿扶梯向上的,这样建立直角坐标系后,在x轴方向和y轴方向上各有一个加速度的分量,其中x轴方向的加速度分量ax=acos θ,y轴方向的加速度分量ay=asin θ,根据牛顿第二定律有 x轴方向:Ff=max;y轴方向:F N-mg=may 解得:F N=mg+masin θ,Ff=macos θ。 比较以上两种解法,很显然,两种解法都得到了同样的结果,但是第二种解法较简便。 |
所属考点 |
牛顿第二定律的应用牛顿第二定律的应用知识点包括牛顿第二定律的应用考点探究、应用牛顿第二定律解题的“四步走”等部分,有关牛顿第二定律的应用的详情如下: |
录入时间:2021-01-26 09:24:32 |