倾角q=37°,质量M=5kg的粗糙斜面位于水平地面上。质量m=2kg的木块置于斜顶端,从静止开始匀加速下滑,经t=2s到达底端,运动路程L=4m,在此过程中斜面保持静止(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2)。求:

(1)地面对斜面的摩擦力大小与方向;
(2)地面对斜面的支持力大小;
(3)通过计算证明木块在此过程中满足动能定理。
答案:
(1)—3.2N 向左
(2)67.6N
(3)见解析
解析:
(1)隔离法:
对木块:
,
因
,得
所以,
,
对斜面:设摩擦力f向左,则
,方向向左。
(如果设摩擦力f向右,则
,同样方向向左。)
(2)地面对斜面的支持力大小
。
(3)木快受两个力做功。
重力做功:
=
摩擦力做功:
合力做功或外力对木块做的总功
动能的变化
所以,合力做功或外力对木块做的总功等于动能的变化(增加),证毕。