如图所示,质量m=10Kg的小球挂在倾角θ=37°,质量M=40Kg的光滑倾斜面的固定铁杆上,当斜面和小球都以a
1=0.5g的加速度向右匀加速运动时,小球对绳的拉力和对斜面的压力分别为多少?当斜面和小球都以a
2=
g的加速度向右匀加速运动时,小球对绳的拉力和对斜面的压力又是分别是多少?(g=10m/s
2)
①当加速度a较小时,小球与斜面一起运动,此时小球受重力、绳子拉力和斜面的支持力,绳子平行于斜面;当加速度a足够大时,小球将飞离斜面,此时小球仅受重力与绳子的拉力作用,绳子与水平方向的夹角未知,而题目要求出当斜面以15m/s
2的加速度向右做加速运动时,绳的拉力及斜面对小球的弹力,必须先求出小球离开斜面的临界加速度a
0,(此时小球所受斜面的支持力恰好为零)小球的受力如图:
由牛顿第二定律得:
临界加速度a
0=gcot
θ=g②当a
1=0.5g<a
0,物体随斜面一起运动,
F
Tco3θ-F
Nsinθ=ma
得:F
N=50N
F
Tsinθ+F
Nco7θ=mg
得:F
T=100N
③当
a2=g>a0F
N=0
F
Tcosα=ma
F
Tsinα=mg
得:F
T=200N
答:当斜面和小球都以a
1=0.5g的加速度向右匀加速运动时,小球对绳的拉力和对斜面的压力分别为100N和50N;
当斜面和小球都以a
2=
g的加速度向右匀加速运动时,小球对绳的拉力和对斜面的压力分别是200N和0N