Question

如图所示，用一个大小为15牛顿、方向沿斜面向上的力拉物体A时，物体能沿斜面匀速向上运动，此时物体所受的摩擦力的大小是5牛顿．若要使物体静止在斜面上，则作用在物体上的沿斜面方向的力的大小可能是（ ）

A．20牛顿
B．15牛顿
C．10牛顿
D．5牛顿

Answer

根据物体匀速运动向上运动求出重力沿斜面向下的分力，然后求出物体静止时拉力大最大值与最小值，确定使物体静止拉力的范围，然后根据范围选择答案．
【解析】
物体沿斜面向上匀速运动，在平行于斜面方向上，物体受平行于斜面向上的拉力F，平行于斜面向下的摩擦力Ff，平行于斜面向下的重力的分力G1．
物体处于平衡状态，在平行于斜面方向上所受合力为零，即：F-Ff-G1=0，G1=F-Ff=15-5=10牛顿．
在这里物体所受最大静摩擦力就等于滑动摩擦力，即最大静摩擦力Ffmax=5牛顿．因为最大静摩擦力Ffmax小于重力的分力G1，要想使物体静止在斜面上，拉力必须平行于斜面向上．
（1）当拉力较大时，摩擦力平行于斜面向下，当摩擦力为最大静摩擦力时，拉力最大，设最大拉力为F1，由平衡条件得：G1+Ffmax-F1=0，F1=G1+Ffmax=15牛顿．
（2）当拉力较小时，摩擦力平行于斜面向上，当摩擦力等于最大静摩擦力时，拉力最小，设最小拉力为为F2，由平衡条件得：F2+Ffmax-G1=0，F2=G1-Ffmax=10-5=5牛顿．
物体静止在斜面上时，拉力的范围是5牛顿≤F≤15牛顿．
2O牛顿不在拉力范围内，故A错误．15牛顿，10牛顿，5牛顿都在拉力范围内，故BCD都正确．
故选BCD