一道高一物理必修一题目(必须要是对的)
如图所示,斜面体静止于水平面上,斜面倾角为30度。一质量为2kg的铁球用绳挂着搁在光滑斜面上,绳与斜面平行。当斜面体先后以a1=2m/s^(2)和a2=20m/s^(2)...
如图所示,斜面体静止于水平面上,斜面倾角为30度。一质量为2kg的铁球用绳挂着搁在光滑斜面上,绳与斜面平行。当斜面体先后以a1=2m/s^(2)和a2=20m/s^(2)的加速度向右匀加速运动时,绳对小球的拉力分别为多大?〔g=10m/s^(2)〕(希望有高手能来回答,要有一个解答的过程)
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4个回答
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解:
分析:因为斜面倾斜度为30度,所以斜面的加速临界值为√3g(前面那个符号为根号)(这个可以用三角形相似比算出来),斜面加速度在临界值以下则小球与斜面接触,若斜面加速度大于临界值则小球离开斜面,飞起来,这样可以知道(1)和(2)的区别,一个与斜面有接触,一个没有
(1)小球和斜面接触,将加速度分解在沿斜面方向和垂直于斜面方向,则沿斜面方向的加速度为√3a1(a1为斜面加速度),则小球沿斜面方向加速度为a=√3a1=2√3(单位自己加,这里就不用单位了)把小球所受到的力分解在沿斜面方向和垂直于斜面方向(这样可以拍出斜面支持力的干扰),求出沿斜面方向的合力F=T-1/2mg(T为绳上弹力,mg为小球重力),由牛顿第二运动定律知道F=ma即T-1/2mg=ma解得T=14N
(2)小球离开斜面悬空,此时小球一共受到两个力重力和绳上的弹力,用平行四边形法则可知
T^2=(mg)^2+(ma)^2,这样解得T=20√5N
本题难点是如何解决斜面弹力问题,相比之下(2)比(1)更为简单
分析:因为斜面倾斜度为30度,所以斜面的加速临界值为√3g(前面那个符号为根号)(这个可以用三角形相似比算出来),斜面加速度在临界值以下则小球与斜面接触,若斜面加速度大于临界值则小球离开斜面,飞起来,这样可以知道(1)和(2)的区别,一个与斜面有接触,一个没有
(1)小球和斜面接触,将加速度分解在沿斜面方向和垂直于斜面方向,则沿斜面方向的加速度为√3a1(a1为斜面加速度),则小球沿斜面方向加速度为a=√3a1=2√3(单位自己加,这里就不用单位了)把小球所受到的力分解在沿斜面方向和垂直于斜面方向(这样可以拍出斜面支持力的干扰),求出沿斜面方向的合力F=T-1/2mg(T为绳上弹力,mg为小球重力),由牛顿第二运动定律知道F=ma即T-1/2mg=ma解得T=14N
(2)小球离开斜面悬空,此时小球一共受到两个力重力和绳上的弹力,用平行四边形法则可知
T^2=(mg)^2+(ma)^2,这样解得T=20√5N
本题难点是如何解决斜面弹力问题,相比之下(2)比(1)更为简单
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1.因为加速存在飞起来的可能 假设 无压力 则夹角小于30° 所以有压力 正交分解
T*sin30+FN*cos30=20 T*cos30-FN*sin30=4N 解出T
2.假设 无压力 F合=40N 显然大于30° 所以无压力 分解拉力 F合=40N水平右 G=20N 所以T=20根号5
T*sin30+FN*cos30=20 T*cos30-FN*sin30=4N 解出T
2.假设 无压力 F合=40N 显然大于30° 所以无压力 分解拉力 F合=40N水平右 G=20N 所以T=20根号5
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正交分解 合外力在水平方向,2m/s2时没飞起来,20时飞起来了 呵呵 我不想做 画图 列方程在电脑上比较麻烦
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