问题 多选题

一个单摆悬挂在小车上,随小车沿着斜面滑下,如图中的虚线①与斜面垂直,②沿斜面方向,③沿竖直方向,则可判断出(  )

A.如果斜面光滑,摆线与②重合

B.如果斜面光滑,摆线与①重合

C.如果斜面粗糙但μ<tanθ,摆线位于②与③之间

D.如果斜面粗糙但μ>tanθ,摆线位于②与③之间

答案

A、B如果斜面光滑,根据牛顿第二定律得

  对整体:加速度a=

Mgsinθ
M
=gsinθ,方向沿斜面向下.

  对小球:合力F=ma=mgsinθ,则摆线必定与斜面垂直,即摆线与①重合.故A错误,B正确.

C、如果斜面粗糙且μ<tanθ,以整体为研究对象,根据牛顿第二定律得到,加速度a=

Mgsinθ-μMgcosθ
M
=g(sinθ-μcosθ),由于μ<tanθ,则μcosθ<sinθ,a>0,说明加速度方向沿斜面向下,而且a<gsinθ,则摆线位于②与③之间.故C错误.

D、如果斜面粗糙且μ>tanθ,μcosθ>sinθ,a<0,说明加速度方向沿斜面向上,摆线位于②与③之间.故D正确.

故选BD

单项选择题
单项选择题