18.如图所示,物体在拉力F的作用下沿水平面做匀速运动,发现当外力F与水平方向夹角为30°时,所需外力最小,由以上条件可知,外力F的最小值与重力的比值为( )
物体受力分析,如图,建立直角坐标系,对力进行正交分解得:
y方向:支持力FN=G-Fy=G-Fsinθ…①
x方向:摩擦力F′=Fx=Fcosθ…②
又:F′=μFN…③
联立得:F=•G=
令:=tanβ
则:F==
可知当β+θ=90°时,F有最小值.
由题意,当θ=30°时有最小值,所以β=60°
=tan60°=
所以:μ=
将θ=30°,μ=代入①②③联立可得:F=G
对物体受力分析,根据竖直方向上的共点力平衡可求得支持力,由水平方向的平衡求出摩擦力,然后通过联立得出力F的表达式,再由三角函数的关系得出F的最小值与F的角度之间的关系,最后代入数据求出即可;
滑动摩擦力公式的应用,滑动摩擦力与正压力有关,而静摩擦力与外力有关.