题目内容

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b,绳BC长度为b.两绳能够承受的最大拉力均为2mg.求:

(1)绳BC刚好被拉直时,车的加速度是多大?

(2)为不拉断轻绳,车向左运动的最大加速度是多大?(要求画出受力图)

答案:
解析:

  (1)(7分)绳BC刚好被拉直时,小球受力如图所示(图2分)

  因为AB=BC=b,AC=b

  故绳BC方向与AB垂直, =45°  (2分)

  由牛顿第二定律,得 mgtan=ma  (2分)

  可得 a=g  (1分)

  (2)(6分)小车向左加速度增大,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,小车向左加速度最大,小球受力如图(图2分)

  由牛顿第二定律,得Tm+mgtan=mam  (2分)

  因这时 Tm=2 mg 所以最大加速度为 am=3 g  (2分)


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