题目内容

6.如图所示,在倾角为θ=30°的足够长的固定光滑斜面上,跨过定滑轮的轻绳一端系在小车的前端,另一端被坐在小车上的人拉住.已知人的质量为m1=60kg,小车的质量为m2=10kg,绳及滑轮的质量、滑轮与绳间的摩擦均不计,取g=10m/s2.当人以F=280N的力拉绳时,求:
(1)人与车一起运动的加速度大小和方向;
(2)人所受摩擦力的大小和方向.

分析 (1)将人和车看成整体,对整体分析,受总重力、两个拉力、支持力和斜面的摩擦力,根据牛顿第二定律求出整体的加速度.
(2)人和车具有相同的加速度,根据人的加速度,求出人的合力,从而根据人的受力求出人所受摩擦力的大小和方向.

解答 解:(1)以人和车整体为对象,由牛顿第二定律可知:
2F-(m1+m2)gsin30°=9(m1+m2)a
代入数据得:a=3m/s2,方向沿斜面向上.
(2)以人为研究对象,设摩擦力向上,由牛顿第二定律,
F+f-m1gsin30°=m1a
代入数据得:f=200N,沿斜面向上
答:(1)人与车一起运动的加速度大小3m/s2,方向沿斜面向上.;
(2)人所受摩擦力的大小200N,沿斜面向上

点评 本题考查了整体法和隔离法的运用,解题的关键正确地进行受力分析,根据牛顿第二定律求解.

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