问题 问答题

如图1所示,1.2两细绳与水平车顶的夹角分别为300和600,物体质量为m,现让小车以2g(g为重力加速度)的加速度向右做匀加速直线运动,当物体与车保持相对静止时,求:绳1中弹力的大小?

下面是一位同学的解法

以物体m为研究对象,受力分析如图2,由牛顿第二定律得:

x:T1cos30°-T2cos60°=ma

y:T1sin30°+T2sin60°=mg

解得:T1=(

3
+
1
2
)mg

你认为该同学的解法正确吗?如有错误请写出正确的解法.

答案

这是个临界问题,对物体受力分析,正交分解如右图:

当T2恰好为0时,绳1与车夹角为30°,则有:

 X方向:T1cos30°=ma0

Y方向:T1sin30°=mg

解得加速度:a0=

3
g

所以当a=2g,说明绳飘起来,绳1与水平方向夹角小于30°,T2=0

此时运用力的合成,如图所示有:

根据勾股定律得:

T1=

(ma)2+(mg)2
=
5
mg

所以该同学解法错误

答:该同学解法错误,正确解法如上所述.

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