Question

如圖2所示，質量M=10kg的木楔ABC靜置于粗糙水平地面上，動摩擦因數μ=0.02.在木楔的傾角θ=30°的斜面上，有一質量m=1.0kg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v=1.4m/s.在這一過程中木楔沒有動，求地面對木楔的摩擦力的大小和方向（g取10m/s²）.

Answer 1

見解析
【試題分析】
【解析】將物塊和木楔看成一整體，則M和m間的摩擦力和彈力并不改變系統整體的運動狀態，分析整體所受的外力，建立坐標系如圖3所示.
先由勻加速運動的公式v²=v₀²+2as，得物塊沿斜面下滑的加速度為
a=v²/（2s）=0.7m/s²　　
將加速度正交分解
a_x=acosθ=m/s²
a_y=asinθ=0.35m/s²
對整體應用牛頓第二定律得
=ma_x+Ma_Mx
（M+m）g-F_N=ma_y+Ma_My
由于M靜止，因此a_Mx=0，a_My=0
解方程組得   =0.61N，F_N=109.65N
所以，地面對木楔的摩擦力大小為0.61N，方向水平向左.