如图所示,为一小车车厢截面,AB为光滑圆弧面的水平直径,圆弧半径为R,圆心为O.一根长为R的轻绳,一端固定在A点,另一端连接一质量为m的小球(可看做质点).现在小车正在水平

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 牛顿第二定律/2022-10-29 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图所示,为一小车车厢截面,AB为光滑圆弧面的水平直径,圆弧半径为R,圆心为O.一根长为R的轻绳,一端固定在A点,另一端连接一质量为m的小球(可看做质点).现在小车正在水平方向运动,已知重力加速度为g,求:
(1)若小球和圆弧面之间的弹力刚好为零,小车的加速度为多少?
(2)当小车以g的加速度向右匀加速直线运动时,绳的拉力为多大?轻绳与AB间的夹角?

◎ 答案

(1)当小球和圆弧面之间的弹力刚好为零时,受力情况如图所示,
由于绳长河半径相等,故绳和水平方向的夹角为60°,对小球受力分析有:ma=mgcot60°
代入数据得:a=

3
3
g
(2)当小车加速度为g时,小球将飞起来,对小球受力分析可知:
T=

(mg)2+F2
=

(mg)2+(mg)2
=

2
mg
tanθ=
mg
F
=1
可得:θ=45°
答:(1)若小球和圆弧面之间的弹力刚好为零,小车的加速度为

3
3
g;
(2)当小车以g的加速度向右匀加速直线运动时,绳的拉力为

2
mg,轻绳与AB间的夹角为45°.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,为一小车车厢截面,AB为光滑圆弧面的水平直径,圆弧半径为R,圆心为O.一根长为R的轻绳,一端固定在A点,另一端连接一质量为m的小球(可看做质点).现在小车正在水平…”主要考查了你对  【牛顿第二定律】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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