问题 问答题

如图所示,在水平地面的车厢中,一小球被两根轻质细绳A、B栓住,其中A与竖直方向成θ角,B成水平状态,小球的质量为m,重力加速度为g,求:

(1)车厢静止时,细绳A和B所受的拉力.

(2)当车厢以一定的加速度运动时,A绳与竖直方向的夹角不变,而B绳受到的拉力为零,求此时车厢的加速度a1的大小和方向.

(3)若车厢向左以加速度a2匀加速运动时,求A、B两绳拉力的大小.

答案

(1)小球受重力两个拉力处于平衡,受力如图.

根据共点力平衡得,TA=

mg
cosθ
,TB=mgtanθ.

(2)当车厢以一定的加速度运动时,A绳与竖直方向的夹角不变,而B绳受到的拉力为零,对小球分析:

小球所受的合力水平向右,大小F=mgtanθ.

则小球的加速度a=

F
m
=gtanθ.

所以车厢的加速度a1=gtanθ,方向水平向右.

(3)若车厢向左以加速度a2匀加速运动时,小球的加速度为a2.对小球受力分析有:

TB-TAsinθ=ma2

TAcosθ=mg

联立解得TA=

mg
cosθ
,TB=ma2+mgtanθ.

答:(1)车厢静止时,细绳A和B所受的拉力分别为:TA=

mg
cosθ
,TB=mgtanθ.

(2)车厢的加速度a1的大小为gtanθ,方向水平向右.

(3))若车厢向左以加速度a2匀加速运动时,求A、B两绳拉力的大小分别为TA=

mg
cosθ
,TB=ma2+mgtanθ.

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