题目内容
【题目】如图所示,两个完全相同的质量为m的光滑小球放在一个正方体的箱子内,静止时,箱子的顶部与球恰好接触但不挤压,并且两个小球的球心连线恰好与面对角线平行,已知重力加速度为g,求:
(1)箱子静止时右壁受到的压力大小;
(2)箱子以加速度水平向左加速运动时左壁受到的压力大小;
(3)箱子以加速度水平向左加速运动时底部对B小球的支持力大小;
【答案】(1)mg(2)(3)3mg
【解析】
试题(1)静止时,A小球的受力如图所示
由几何关系可知
以两个小球整体研究,可知箱子右壁对B小球的弹力为
根据牛顿第三定律可知箱子右壁受到的压力
(2)当箱子有水平向左的加速度a时,小球A受力如图所示,根据牛顿第二定律
水平方向:
竖直方向:
可知当a增大时,将减小,当减小至零时,
即当向左的加速度时,箱子左壁不受挤压
将代入上式可解得此时左壁对A小球的作用力为
根据牛顿第三定律,可得此时A小球对左壁的压力
(3)由(2)问分析可知,当a=2g时将会受到箱子顶部给它向下的压力,此时A小球的受力如图所示
根据牛顿第二定律
水平方向:
竖直方向:
可解得:
以两个小球整体研究可知底部对B小球的支持力
解得:
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