题目内容

如图,小车在水平面上以5m/s的速度向右做匀速直线运动,车厢内用OA、OB两细绳系住一个质量为2kg的物体,OA与竖直方向夹角为θ=37°,OB是水平的.后来小车改做匀减速运动,并经1.25m的位移停下来,求:
(1)车在匀速运动的过程中,两绳的拉力TA、TB各是多少?(sin37°=0.6)
(2)车在匀减速运动的过程中,两绳的拉力TA、TB各是多少?(g取10m/s2.)

解:(1)以小球为研究对象,小车匀速运动时其受力如图,根据平衡条件得
TAcosθ=mg①
TB=TAsinθ②
由①得,TA==N=25N
代入②得,TB=15N
(2)已知v0=5m/s,x=1.25m,v=0,由
小车的加速度大小为a==m/s2=10m/s2
当绳子恰好没有拉力时,设此时加速度为a0,根据牛顿第二定律得,
gtanθ=ma0,解得,a0=gtanθ=7.5m/s2<a
所以绳子OB已没有拉力,由图2得
TA=
代入解得TA=28.2N
答:
(1)车在匀速运动的过程中,TA=25N,TB=15N.
(2)车在匀减速运动的过程中,TB=0,TA=28.2N.
分析:(1)小车匀速向右运动时,小球所受的合力为零,分析小球受力,根据平衡条件求出两绳的拉力TA、TB
(2)车在向右匀减速运动的过程中,由初速度、位移和末速度求出加速度,再根据牛顿第二定律求出绳子OB拉力恰好为零时,小车的加速度,分析绳子OB是否有拉力,再求解TA、TB
点评:本题第2问要注意分析绳子OB是否松驰,分析隐含的临界状态是难点.
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