题目内容
【题目】在如下图所示的整直平面内,物体A和物体B用跨过定滑轮的轻绳连接,分别静止于倾角θ=30°的光滑斜面上的P点和粗糙绝缘水平面上,轻绳与对应平面平行。劲度系数k=5N/m的轻弹簧一端固定在0点,一端用另一轻绳穿过固定的光滑小环N与B相连,弹簧处于原长,轻绳恰好拉直,NP垂直于斜面。水平面处于一种特殊的物质中,A在其中会受到水平向右的恒力F0=1.3N。已知A、B的质量分别为=0.2kg和=0.3kg.设两物体均视为质点,不计滑轮质量和摩擦,绳不可伸长,弹簧始终在弹性限度内,A始终处在水平面上。A 与水平面间的动摩擦因数为μ=0.2,取g=10m/s.
(1)求A所受摩擦力;
(2)现对B施加沿斜面向下的拉力F,使B以加速度a=0.3m/s开始做匀加速直线运动从P到Q的过程中,历时2s。已知NQ沿竖直方向,求B到达Q点时拉力F。
【答案】(1)0.2N(2)1.42N
【解析】本题考查平衡问题、胡克定律、牛顿运动定律在连接体问题中的应用等。
(1)设AB静止时,连接两者的轻绳绳中拉力为T,
对B受力分析有,解得
对A受力分析有,解得: ,方向水平向右
(2) B以加速度a=0.3m/s开始做匀加速直线运动,历时2s,从P到Q,则:
B到达Q位置时,弹簧形变量
弹簧弹力
对A:两者加速度大小相同,连接两者的轻绳绳中拉力为T2,则
,解得
对B在Q位置时受力分析,由牛顿第二定律可得:
解得:
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