Question

【题目】如图所示，在倾角为30°的光滑斜面上，一质量为4m的小车在沿斜面向下的恒力F作用下下滑，在小车下滑的过程中，小车支架上连接着小球(质量为m)的轻绳恰好保持水平。则外力F的大小为( )

A. 2.5mg B. 4mg

C. 7.5mg D. 10mg

Answer 1

【答案】C

【解析】

本题中小球与小车相对静止，两者加速度相同，以小球为研究对象，分析受力，由牛顿第二定律求出加速度，再对整体根据牛顿第二定律即可求得F的大小．

以小球为研究对象，分析受力情况可知：重力mg、绳的拉力T，小球的加速度方向沿斜面向下，则mg和T的合力定沿斜面向下。如图，

由牛顿第二定律得： =ma，解得：a=2g，
再对整体根据牛顿第二定律可得：F+（4m+m）gsin30°=5ma
解得：F=7.5mg； 故选C。