问题
问答题
在动摩擦因数μ=0.2的水平面上有一个质量为m=1kg的小球,小球与水平轻弹簧及与竖直方向成θ=45°角的不可伸长的轻绳一端相连,如图所示,此时小球处于静止平衡状态,且水平面对小球的弹力恰好为零,当剪断轻绳的瞬间,取g=10m/s2,求:
(1)此时轻弹簧的弹力大小
(2)小球的加速度大小和方向.
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答案
(1)水平面对小球的弹力为零,小球在绳没有断时受到绳的拉力F、重力mg和弹簧的弹力T作用而处于平衡状态,如图所示:
由平衡条件得:
竖直方向:Fcosθ=mg
水平方向:Fsinθ=T
解得:T=mgtanθ=10N
当剪断轻绳瞬间弹簧的弹力大小不变,仍为10N;
(2)剪断轻绳后小球在竖直方向仍平衡,
水平面支持力与重力平衡:N=mg
由牛顿第二定律得:T-μN=ma
解得:a=8m/s2 方向向左.
答:(1)此时轻弹簧的弹力大小为10N;
(2)小球的加速度大小为8m/s2,方向向左.