Question

質量M=10Kg的木楔ABC靜止于水平地面上，動摩擦因數μ＝0.02，在木楔的傾角θ為30^o的斜面上有一質量m＝1.0 kg的物塊由靜止開始沿斜面下滑．當滑行路程S＝1.4m時，其速度s＝1.4m／s，在此過程中木楔沒有動．求地面對木楔的摩擦力的大小和方向(g取10 m/s²)

Answer 1

大小0.61 N，方向由C->B

地面對木楔的摩擦力為靜摩擦力，但不一定為最大靜摩擦力
故不能由F_μ＝μF_Ν來計算求得，只能根據物體勻運動情況和受力情況來確定．
物塊沿斜面勻加速下滑，由可求得物塊下滑的加速度
可知物塊受到摩擦力的作用．
此條件下，物塊與木楔受力情況分別如圖所示．

Fμ1

物塊沿斜面以加速度Q下滑，對它沿斜面方向和垂直于斜面方向由牛頓第二定律有mgsinθ一F_μ1＝ma  mgcosθ—F_N1＝0．
木楔靜止，對它沿水平方向和豎直方向由牛頓第二定律，
并注意F_μ1ˊ與F_μ1，F ?_N1與F_N1，等值反向，有F_μ2+ F_μ1cosθ—F_N1sinθ＝0

由上面各式解得地面對木楔的摩擦力

此力方向與所設方向相同，由C指向B。
另外由以上幾式聯立還可以求出地面對木楔的支持力

顯然，這是由于物塊和木楔系統有向下的加速度而產生了失重現象。
對此題也可以系統為研究對象。在水平方向，木楔靜止，加速度為零，物塊加速度水平分量為。對系統在水平方向由牛頓第二定律，有