高中物理有关摩擦力的问题

超市中小张沿水平方向推着质量为m的购物车乘匀速上升的自动扶梯上楼,如图所示(其实就是一个人在斜坡上推着购物车),假设小张、购物车、自动扶梯的倾角为30°,小张的质量为M,小张与扶梯间的摩擦因数为μ,小车与扶梯间的摩擦忽略不计,则 () (双选)
A.小张对购物车的推力大小为mgtan30°
B.小张对扶梯的摩擦力大小为(M+m)gsin30°,方向沿斜面向下
C.扶梯对小张的摩擦力大小为μ(M+m)gcos30°,方向沿斜面向上
D.小张对车的推力和车对小张的推力大小必相等,这是因为人和车均处于平衡状态

向高手赐教,我想搞清楚受力分析和每个选项~~谢谢啊~~

分析:

  考虑选项(A):质量为m的购物车受到三个力:人的水平推力F、斜面对它的弹力FN和重力mg,这三个力共点平衡,故有F:sin(180-30)°=mg:sin(90+30)°,

∴小张对购物车的推力大小为:F=mgtan30°,选项(A)对

  考虑选项(B):因为购物车和人都没滑动,故为静摩擦力,又因购物车与扶梯间的摩擦忽略不计,所以扶梯对小张的摩擦力一定等于购物车反过来给小张的一个水平向左推力F沿斜面向下的分力及小张自身的下滑力,

即  f=Mgsin30°+Fcos30°=Mgsin30°+mgtan30°cos30°=(M+m)gsin30°

根据牛顿第三定律可知:小张对扶梯的摩擦力大小为(M+m)gsin30°,方向沿斜面向下。

  选项(B)也对

  考虑选项(C):购物车反过来给小张的水平向左的力F沿垂直斜面向上的分力为:

  Fsin30°。故扶梯对小张的摩擦力大小为:

f=μ(Mgcos30°+Fsin30°)=μ(Mgcos30°+mgtan30°sin30°),因此选项(C)错

  考虑选项D:小张对车的推力和车对小张的推力是一对作用力与反作用力,根据牛顿第三定律可知必定大小相等、方向相反,与物体是否处于平衡状态无关。因此D错误 

有网友提出想要一个图,补一下吧:

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第1个回答  2012-07-28
A和B对的
A中对小车的推力,支持力,重力三力平衡F=mgtan30°
B人本身摩擦力为Mgsin30° 小车对人水平推力乘以cos30°就再加上mgsin30°
C加上μ表示人刚好达到最大静摩擦 这不是发生摩擦的运动问题 而是力的平衡问题 不需要用μ
D的原因不对 是因为两个相互作用的物体力的方向相反 大小相等本回答被网友采纳
第2个回答  2012-07-28
看题得,小张是水平推的车
所以小张受水平向左的力和重力支持力还有摩擦力
车受重力支持力还有水平向右的力
两者静止
A中小张的推力水平向右,做受力图可知,推力与重力的合力等于支持力,即mgsin30-Fcos30=0
解得小张推力F为mgtan30,A正确
B中,打包(整体法),得小张的摩擦力与两物的重力和支持力平衡,易解得B大小一定正确,至于方向,用牛三得正确,B正确。
C不一定,我们不知道U=多少,所以不一定
D原因错,因为这是牛三决定的
牛三是牛顿第三定律
第3个回答  2012-07-28
想知道图是怎么样的?
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