题目内容

12.如图所示,光滑半球形容器在水面上运动,O为球心,一质量为m的小滑块相对容器静止于P点,设滑块所受支持力为FN,OP与水平方向的夹角为θ.(g=10m/s2
(1)求容器的加速度,容器可能做什么运动?
(2)滑块对容器的压力与容器加速度关系如图.则滑块质量为多少?图象的斜率为多少?

分析 (1)对滑块受力分析,由牛顿第二定律求出加速度,然后答题.
(2)由图象求出压力与加速度,应用牛顿第二定律求出滑块质量.

解答 解:(1)对滑块,由牛顿第二定律得:mgcotθ=ma,解得:a=gcotθ,加速度方向水平向左,容器可能向左做加速运动,或向右做减速运动.
(2)由图示图象可知,FN=10N,a=0,
此时滑块位移容器底部,处于平衡状态,
由平衡条件得:FN=mg,解得:m=1kg,
块,由牛顿第二定律得:mgcotθ=ma,mg=$\frac{ma}{cotθ}$,
对滑块,FN=$\frac{mg}{sinθ}$=$\frac{ma}{cosθ}$=$\frac{m}{cosθ}$a,则图象的斜率:k=$\frac{m}{cosθ}$;
答:(1)容器的加速度为:gcotθ,加速度方向水平向左,容器可能向左做加速运动,或向右做减速运动.
(2)滑块质量为1kg,图象的斜率为$\frac{m}{cosθ}$.

点评 本题考查了求加速度、质量问题,应用牛顿第二定律即可正确解题.

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