Question

16．如圖所示，一個箱子放在水平面上，箱內有固定在箱中的豎直桿，桿上套著一個環，箱和桿的質量為10kg，環的質量為3kg，給環一個向上的初速度，由于摩擦，環沿桿向上以大小為15m/s²的加速度做勻減速運動，在環向上運動的時間內（　　）

• A． 桿對環的摩擦力大小為45N
• B． 桿對環的摩擦力大小為15N
• C． 箱對地面壓力為145N
• D． 箱對地面壓力為85N

Answer 1

分析 先以環為研究對象，根據牛頓第二定律求出環所受的滑動摩擦力大小．再以箱子為研究對象，分析受力情況，根據平衡條件求出地面對箱子的支持力，再根據牛頓第三定律求出箱對地面的壓力．

解答 解：A、以環為研究對象，環受到的重力和摩擦力的方向都向下，根據牛頓第二定律得：mg+F_f=ma，則得：F_f=ma-mg=3×15-3×10=15N；故A錯誤，B正確；
C、再以箱子為研究對象，分析受力情況：箱子受到重力Mg、地面的支持力N和環對箱子向上的滑動摩擦力F_f′，由牛頓第三定律知，有：F_f′=F_f=15N；
根據平衡條件得：地面對箱子的支持力為：N=Mg-F_f′=10×10-15=85N；
根據牛頓第三定律得箱對地面的壓力大小：N′=N=85N
故C錯誤，D正確．
故選：BD

點評 本題是平衡條件和牛頓運動定律的綜合應用，采用隔離法研究，其中合理選擇研究對象，進行正確的分析受力是關鍵．