Question

【题目】车厢内一质量为m=2kg的光滑小球，在绳牵引作用下小球随车一起向右匀加速直线运动，绳与车壁夹角θ=37°，求：

（1）当=6m/s2时，绳上拉力T=？

（2）=10m/s2时，绳上拉力T=？

Answer 1

【答案】（1）25N（2）20N

【解析】

小球在拉力、支持力及重力的作用下，向右做加速直线运动，由牛顿第二定律可求出当小球与车壁间的弹力为零时的临界加速度a0，当加速度取不同值时判断小球所处的状态，根据牛顿第二定律求解绳上拉力。

当小球与车壁间的弹力为零时，设此时小球的加速度为a0，对小球受力分析可得：

解得：a0=7.5m/s2

（1）因为a1=6m/s2< a0=7.5m/s2 ，则小球和车壁间存在弹力

对小球受力分析得：在竖直方向上由平衡条件得：

解得：

（2）因为a2=10m/s2> a0=7.5m/s2 ，则小球已离开车壁飘起，小球仅受重力和绳拉力两个力，这两个力的合力沿水平方向，产生a2的加速度，则有牛顿第二定律得：

解得：