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【一道高一物理题,速求解答小车车厢的内壁挂着一个光滑的小球,球的质量为20千克,悬绳与车厢壁的夹角为37度1)当小车以4m/s的加速度沿水平方向向左运动时,绳子对小球的拉力与小球对箱】
更新时间:2024-04-20 11:59:18
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问题描述:

一道高一物理题,速求解答

小车车厢的内壁挂着一个光滑的小球,球的质量为20千克,悬绳与车厢壁的夹角为37度

1)当小车以4m/s的加速度沿水平方向向左运动时,绳子对小球的拉力与小球对箱壁的压力各是多少?

(2)要使小球对箱壁的压力为零,小球的加速度至少要多少

是物理红对钩45分钟上(高一上学期考前训练卷最后一题)

都薇回答:
  (1)、绳子对小球的拉力为T=250N,小球对箱壁的压力为F=70N。   (2)、要使小球对箱壁的压力为零,小球的加速度至少为a0=7.5m/s2。   解析:这是一个连接体并临界状态问题。   已知小车车厢的内壁挂着一个光滑的小球,球的质量为M=20千克,悬绳与车厢壁的夹角为θ=37°,由题意情况来看,小球悬挂在车厢的左侧。   首先应判断小球与车箱弹力F=0时的加速度a0[此为小球离开车厢内壁的临界状态]。   当小球与车箱弹力F=0时,小球只受两个力作用,即竖直向下的重力G=Mg和悬绳的弹力T,合力在水平方向,加速度a0也在水平方向,作受力分析图并利用平行四边形合成力,可知:   Mgtan37°=Ma0   所以:   a0=gtan37°   =10×0.75m/s2   =7.5m/s2   (1)当小车以a1=4m/s的加速度沿水平方向向左运动时,由于a1<a0,小球不会离开内壁。   小球悬挂在车厢的左侧,对小球受力分析有竖直向下的重力G,悬绳的拉力T和车内壁对小球水平向右的弹力F。三力合力水平向左,作受力分析图并利用正交分解法知:   Tcos37°=Mg;   Tsin37°-F=Ma1;   由以上两式代值得:   T=250N,F=70N   (2)要使小球对箱壁的压力为零,小球的加速度由临界状态分析可知为a0=7.5m/s2   [补充说明:   第一问中若小球悬挂在车厢的右侧,对小球受力分析有竖直向下的重力G,悬绳的拉力T'和车内壁对小球水平向左的弹力F'。三力合力水平向左,作受力分析图并利用正交分解法知:   T'cos37°=Mg;   F'-T'sin37°=Ma1;   由以上两式代值得:   T'=250N,F'=230N   当然由题意来看这是不会的]
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