题目内容

(2012年2月湖南部分学校联考)如图所示,一轻绳上端系在车的左上角的A点,另一轻绳一端系在车左端B点,B点在A点正下方,A、B距离为b,两绳另一端在C点相结并系一质量为m的小球,绳AC长度为,绳BC长度为。两绳能够承受的最大拉力均为。求:

(1)绳BC刚好被拉直时,车的加速度是多大? (要求画出受力图)

(2)在不拉断轻绳的前提下,求车向左运动的最大加速度是多大?(要求画出受力图)

 

(1)a=g(2)am=3g

解析:(1)绳BC刚好被拉直时,小球受力如图所示(2分)

因为   AB=BC=b,AC=b

故绳BC方向与AB垂直,  θ=45°    (2分)

由牛顿第二定律,得   mgtanθ=ma      (2分)

可得   a=g     (2分)

(2)小车向左的加速度增大,AB、BC绳方向不变,所以AC绳拉力不变,BC绳拉力变大BC绳拉力最大时,小车向左的加速度最大,小球受力如图(图2分)

由牛顿第二定律,得 Tm+mgtanθ=mam    (2分)

因这时  Tm=2mg      所以最大加速度为  am=3g     (2分)

 

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