Question

8．如图所示，三个物体A、B、C，质量分别为m_A、m_B、m_C，不计细线和滑轮的质量和一切摩擦，欲使三个物体保持相对静止，需加一外力F，那么F应该作用在哪个物体上，大小和方向如何？

Answer 1

分析 根据C的受力情况确定加速度方向，然后判断力F的方向；应用平衡条件求出细线的拉力大小，然后应用牛顿第二定律求出加速度，最后以系统为研究对象由牛顿第二定律求出力F的大小．

解答 解：①物体C受到的合力水平向右，C的加速度水平向右，三个物体相对静止，则三个物体的加速度相等，方向水平向右，则外力F的方向水平向右；
三个物体一起向右加速运动，B在竖直方向上静止，对B，在竖直方向，由平衡条件得：T=m_Bg，
对C，由牛顿第二定律得：a=$\frac{T}{{m}_{C}}$=$\frac{{m}_{B}g}{{m}_{C}}$，
三者相对静止，加速度相同，对系统，由牛顿第二定律得：
F=（m_A+m_B+m_C）a=$\frac{（{m}_{A}+{m}_{B}+{m}_{C}）{m}_{B}g}{{m}_{C}}$；
②力F作用在B上竖直向上，F=m_Bg也可以使三者相对静止．
答：①F应该作用在A上，大小为：$\frac{（{m}_{A}+{m}_{B}+{m}_{C}）{m}_{B}g}{{m}_{C}}$，方向：水平向右；
②F作用在B上，大小F=m_Bg，方向：竖直向上．

点评 本题是连接体问题，要抓住几个物体加速度相同的特点，灵活选择研究对象，运用牛顿第二定律求解．