题目内容

如图,倾角为30°的斜面上放一有支架的小车,支架末端用细线挂一小球.拉着小车沿斜面下滑时,小球与小车相对静止.重力加速度为g,求下述三种情况下小车的加速度.
(1)线沿竖直方向;
(2)线与斜面垂直;
(3)线沿水平方向.
分析:本题的突破口是:小车沿斜面加速下滑,故物体的加速度沿斜面方向,所以小球所受的合力沿斜面方向向下,这样就可求出小球所受的合外力从而求出物体加速度的大小.
解答:解:由题意,小球与小车的加速度相等,则知此加速度定沿斜面方向.
(1)如图(1),mgcosθ=Tcosθ,
               mgsinθ-Tsinθ=ma
解得a=0
(2)如图(2),由牛顿第二定律得
   mgsinθ=ma,得a=gsinθ
(3)如图(3),由牛顿第二定律得 
mg
sinθ
=ma

a=
g
sinθ

答:
(1)线沿竖直方向时,小车的加速度为0;
(2)线与斜面垂直时,小车的加速度为gsinθ;
(3)线沿水平方向时,小车的加速度为
g
sinθ
点评:本题首先应根据加速度方向,正确分析受力,再运用牛顿第二定律进行求解.
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