mgsin θ+Ff=ma,
FN-mgcos θ=0
且Ff=μFN.
解得a=g(sin θ+μcos θ),方向沿斜面向下.
(2)当木块沿斜面下滑时,木块受力如右图所示,由题意知,木块加速度方向沿斜面向下.
由牛顿第二定律有
mgsin θ-Ff=ma′,
FN-mgcos θ=0,
且Ff=μFN.
解得a′=g(sin θ-μcos θ),方向沿斜面向下.
答案 (1)g(sin θ+μcos θ),方向沿斜面向下
(2)g(sin θ-μcos θ),方向沿斜面向下
在牛顿第二定律的应用中,常采用正交分解法,在受力分析后,建立直角坐标系是关键.坐标系的建立原则上是任意的,但常常使加速度在某一坐标轴上,另一坐标轴上的合力为零;或在坐标轴上的力最多.
三、连接体问题
图4-3-2
例3 两个物体A和B,质量分别为m1和m2,互相接触放在光滑水平面上,如图4-3-2所示,对物体A施以水平的推力F,则物体A对B的作用力等于( )
A.F B.F
C.F D.F
解析 首先确定研究对象,先选整体,求出A、B共同的加速度,再单独研究B,B在A施加的弹力作用下加速运动,根据牛顿第二定律列方程求解.
将m1、m2看做一个整体,其合外力为F,由牛顿第二定律知,F=(m1+m2)a,再以m2为研究对象,受力分析如右图所示,由牛顿第二定律可得:
F12=m2a,以上两式联立可得:
F12=,B正确.
答案 B
(1)几个物体间彼此有力的相互作用而相对静止,这几个物体所组成的系统称为连接体.
(2)可以把这几个相对静止的物体当做一个整体来处理,分析其受力,并应用牛顿第二定律解决求解力或加速度的问题.
(3)求物体之间的相互作用力时,一般先取整体为研究对象求共同运动的加速度,然后采用隔离法求物体间的相互作用力.