问题 计算题

如图所示,质量m=10kg的小球挂在倾角θ=37°的光滑斜面的固定铁杆上,g取10m/s2,求:

(1)当斜面和小球以a1的加速度向右匀加速运动时,小球对绳的拉力和对斜面的压力分别为多大?

(2)当斜面和小球都以a2g的加速度向右匀加速运动时,小球对绳的拉力和对斜面的压力又分别为多大?

答案

解:先求出临界状态时的加速度,假设小球刚要离开斜面,这时FN=0,受力情况如图甲所示,故有

所以a0

(1)当斜面和小球以a1向右匀加速运动时,由于a1a0,可知这时小球与斜面间有弹力,因此其受力情况如图乙所示,故有

所以F1=100 N,FN=50 N

(2)当斜面和小球以a2向右匀加速运动时,由于a2a0,可知这时小球已脱离斜面,因此其受力情况如图丙所示.故有

两式平方相加,可得:F2=200 N

由牛顿第三定律知:当以加速度a1运动时,小球对绳的拉力为100 N,对斜面的压力为50 N;当以加速度a2运动时,小球对绳的拉力为200 N,对斜面的压力为0

单项选择题
多项选择题