问题 问答题

水平面上有一带圆弧形凸起的长方形木块A,木块A上的物体B用绕过凸起的轻绳与物体C相连,B与凸起之间的绳是水平的.用一水平向左的拉力F作用在物体B上,恰使物体A、B、C保持相对静止,如图.已知物体A、B、C、的质量均为m,重力加速度为g,不计所有的摩擦,则拉力F应为多大?

答案

设绳中张力为T,A、B、C共同的加速度为a,与C相连部分的绳与竖直线夹角为α,由牛顿运动定律,对A、B、C组成的整体有

F=3ma…①

对B有

F-T=ma…②

对C有

Tcosα=mg…③

Tsinα=ma…④

联立①②式得:

T=2ma…⑤

联立③④式得:

T2=m2(g2+a2)…⑥

联立⑤⑥式得:a=

3
3
g…⑦

利用①⑦式得F=

3
mg…⑧

拉力F应为

3
mg.

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