Question

高一物理牛顿第三定律的题

一只小猫跳起来抓住悬挂在天花板上的竖直杆，在这一瞬间绳子断了，设杆有足够长，由于小猫相对杆向上爬，所以小猫离地面高度不变，则木杆下降的加速度是多少？（小猫的质量是m，杆的质量是M）
需要详细过程谢谢！

Answer 1

先对猫进行分析，由于猫相对地面高度不变，即猫处于平衡状态，而猫受重力G1=mg和杆对猫向上的摩擦力F的作用，如右图所示，故G1与F二力平衡，有

F=G1=mg ①

再对杆进行受力分析：杆受重力G2=Mg作用，由于杆对猫有向上的摩擦力F，由牛顿第三定律可知，猫对杆有向下的摩擦力F′，且

F′=F ②

由牛顿第二定律，杆的加速度为

a=F'+G2/M ③

由①②③式可得：

a=(M+m/M)g

即杆下降的加速度为(M+m/M)g，方向向下

Answer 2

对小猫，相对地面的高度不变，即静止，受力平衡，杆给猫的摩擦力等于猫的重力，即：
Ff = mg
对杆，受到两个力，猫给杆的向下的摩擦力、重力，由牛顿第二定律：
Ff + Mg = Ma
联立两式可以得出：
a = (M + m) g / M 方向向下