【分析】
要解决这道题,需先明确做匀速直线运动的物体处于平衡状态,受力满足二力平衡条件(大小相等、方向相反、作用在同一直线上)。具体思考步骤如下:
1. 先分析竖直方向受力:木箱受重力和路面的支持力,二者是平衡力;利用重力公式$G=mg$计算重力大小,再根据二力平衡得出支持力的大小和方向。
2. 再分析水平方向受力:木箱受水平拉力和摩擦力,二者是平衡力;已知拉力大小,根据二力平衡得出摩擦力的大小和方向。
3. 最后确定每个力对应的平衡力,以及整体的平衡力组合。
【解析】
1. 计算重力:
已知木箱质量$m=30\,\mathrm{kg}$,$g=10\,\mathrm{N/kg}$,根据重力公式$G=mg$,可得:
$G=30\,\mathrm{kg} × 10\,\mathrm{N/kg}=300\,\mathrm{N}$,重力方向为竖直向下,其平衡力是支持力。
2. 分析支持力:
竖直方向木箱处于平衡状态,支持力与重力是一对平衡力,因此支持力大小$F_{支}=G=300\,\mathrm{N}$,方向竖直向上,其平衡力是重力。
3. 分析拉力:
题目给出拉力大小为$150\,\mathrm{N}$,方向水平向右,其平衡力是摩擦力。
4. 分析摩擦力:
水平方向木箱做匀速直线运动,拉力与摩擦力是一对平衡力,因此摩擦力大小$f=F_{拉}=150\,\mathrm{N}$,方向与拉力相反,即水平向左,其平衡力是拉力。
5. 确定平衡力组合:木箱的平衡力对为重力与支持力、拉力与摩擦力。
【答案】
| 力的名称 | 大小(N) | 方向 | 平衡力 |
|----------|-----------|------------|--------------|
| 重力 | 300 | 竖直向下 | 支持力 |
| 支持力 | 300 | 竖直向上 | 重力 |
| 拉力 | 150 | 水平向右 | 摩擦力 |
| 摩擦力 | 150 | 水平向左 | 拉力 |
平衡力对:拉力与摩擦力、重力与支持力
【知识点】
1. 二力平衡条件
2. 重力的计算
3. 受力分析
【点评】
本题是基础受力分析题,重点考查二力平衡条件的应用与重力计算。解题核心是抓住“匀速直线运动物体受力平衡”这一关键,准确判断竖直、水平方向的受力情况,结合公式与平衡条件即可顺利求解,属于力学入门必掌握的题型。
【难度系数】
0.8