如图所示,倾角为α的光滑斜面体上有一个小球m被平行于斜面的细绳系于斜面上,斜面体放在水平面上.

如图所示,倾角为α的光滑斜面体上有一个小球m被平行于斜面的细绳系于斜面上,斜面体放在水平面上.

(1)要使小球对斜面无压力,求斜面体运动的加速度范围,并说明其方向.
(2)要使小球对细绳无拉力,求斜面体运动的加速度范围,并说明其方向.
(3)若已知α=60°,m=2kg,当斜面体以a=10m/s2向右做匀加速运动时,绳对小球拉力多大?(g取10m/s2
1836dot15152 1年前 已收到2个回答 举报

lone7 幼苗

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解题思路:(1)求出小球对斜面恰好没有压力时的临界加速度,然后求出加速度范围.(2)由牛顿第二定律求出小球对绳子没有拉力时的加速度,然后分析答题.(3)根据加速度与临界加速度的关系判断小球状态,然后应用牛顿第二定律求出求出绳子对小球的拉力.

(1)当系统向右加速度运动时,小球对斜面可能没有压力,如果向左运动,球对斜面一定有压力,当小球对斜面恰好没有压力时,对球,由牛顿第二定律得:
mgcotα=ma0
解得:a0=gcotα,方向水平向右,则当加速度a≥a0=gcotα,方向水平向右时,小球对斜面没有压力;
(2)当系统向左加速度运动时,小球对绳子可能没有拉力,向右运动一定有拉力,当绳子对小球没有拉力时,由牛顿第二定律得:
mgtanα=ma,
得:a=gtanα,方向水平向左;
(3)α=60°,斜面体以a=10m/s2向右做匀加速运动时,临界加速度为:
a0=gcot60°=
10
3
3m/s2<10m/s2
则小球飘起来,与斜面不接触,设此时绳子与水平方向夹角为θ,由牛顿第二定律得:
mgcotθ=ma,
解得:cotθ=1则θ=45°,
绳子对小球的拉力为:T=[mg/sinθ]=[2×10/sin45°]=20
2N;
答:(1)要使小球对斜面无压力,斜面体运动的加速度为a≥gcotα,方向向右.
(2)要使小球对细绳无拉力,斜面体运动的加速度a=gtanα,方向向左.
(3)绳对小球拉力大小为20
2N,与水平方向成45°角.

点评:
本题考点: 牛顿第二定律.

考点点评: 本题考查了求加速度范围、求绳子对小球的拉力,应用牛顿第二定律即可正确解题,解题时要注意求出临界加速度.

1年前

7

cwq200412 幼苗

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http://phys.cersp.com/XSTD/sGz/JYZ/s12/200712/4903_3.html

1年前

0
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