Question

问一道高一物理题目，答对了加分

如图，用细线将一个质量为0.1kg的小球吊在倾角为A=37度的斜面顶端，系统静止时，细线与斜面平行，不计一切摩擦，在下列情况下，绳子受到的拉力为多少？
（1）系统以5m/s^2的加速度向左加速运动；
（2）系统已10m/s^2的加速度向右加速运动；
（3）系统已15m/s^2的加速度向右加速运动；

Answer 1

(1)小球受到重力G，绳拉力F，斜面对球的弹力N（方向垂直斜面向上），将三力分解到水平方向和竖直方向。
Ncos37+Fsin37=mg
Ncos53-Fcos37=ma 解两式可求出F
（2）向右加速时，当加速度大到一定程度，小球会飘起来，斜面对球的N=0。先讨论临界状态，即小球将离开斜面时，此时绳仍平行于斜面，但弹力N已等于0。这时小球只受到二个G和F。
把F分解，有Fsin37=mg Fcos37=ma‘ 解此二式求出a’=40/3
当a=10时，a<a'还没有达到临界，所以小球仍受到三个力，分解到水平方向和竖直方向，
Ncos37+Fsin37=mg
Fcos37-Ncos53=ma 解二式可求出F。
（3）a=15>a'，此时小球已飘离斜面，小球受到二力G和F，此时绳与斜面不平行，设绳与水平方向的夹角为θ
Fsinθ=mg
Fcosθ=ma
解二式即可求出F