题目内容

14.如图所示,两细绳与水平车顶的夹角分别是30°和60°,物体的质量为m
(1)当小车以多大的加速度向右匀加速运动时,左边细绳中的张力刚好为0?
(2)当小车以多大的加速度向左匀加速运动时,右边细绳中的张力刚好为0?

分析 当左边绳子中的张力刚好为零时,物体受重力和绳子1的拉力,根据牛顿第二定律求出向右的加速度.
当右边绳子的张力刚好为零时,物体受重力和绳子2的拉力,根据牛顿第二定律求出向左的加速度.

解答 解:(1)当左边绳子张力刚好为零时,对物体研究,
根据牛顿第二定律得:$\frac{mg}{tan30°}=ma$,
解得向右的加速度为:a=$\frac{g}{tan30°}=\sqrt{3}g$.
(2)当右边绳子张力刚好为零时,对物体研究,
根据牛顿第二定律得:mgtan30°=ma′,
解得向左的加速度为:a′=$gtan30°=\frac{\sqrt{3}}{3}g$.
答:(1)当小车以$\sqrt{3}g$的加速度向右匀加速运动时,左边细绳中的张力刚好为0;
(2)当小车以$\frac{\sqrt{3}}{3}g$的加速度向左匀加速运动时,右边细绳中的张力刚好为0.

点评 解决本题的关键抓住临界状态,结合物体的受力,运用牛顿第二定律进行求解,难度不大.

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