题目内容

如图1所示,AB、AC为不可伸长的轻绳,小球质量m=0.4kg.当小车静止时,AC水平,AB与竖直方向夹角θ为37° ,试求小车分别以下列加速度向右匀加速运动时,两绳的张力FAC、FAB分别为多少.(g取10m/s2
(1)a1=5m/s2; (2)a2=10m/s2


由题意知,当加速度为某一值时,绳AC将处于松弛状态,绳中将无拉力.因此,先求出临界加速度.
设AC水平且拉力刚好为零时,临界加速度为a0,由牛顿第二定律可得
FABsinθ=ma0
FABcosθ=mg
联立以上二式解得 a0=7.5m/s2
(1)a1=5m/s2<a0,此时AC绳伸直且有拉力.
根据牛顿第二定律
FABsinθ-FAC=ma1,FABcosθ=mg
联立解得 FAB=5N,FAC=1N
(2)a2=10m/s2>a0,此时AC绳不会伸直,将处于松弛状态,所以FAC′=0.
设AB绳与竖直方向的夹角为α,α>θ.由牛顿第二定律得
FAB′sinα=ma2,FAB′cosα=mg
联立解得 α=45°,FAB′=5.7N
【试题分析】
练习册系列答案
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(1)实验室有一块长方体透明介质,截面如图1所示.AB的长度为l1,AD的长度为l2,且AB和AD边透光,而BC和CD边不透光且射到这两个边的光线均被全部吸收.现让一平行光束以入射角θ1射到AB面,经折射后AD面上有光线射出.甲、乙两同学分别用不同的方法测量该长方体介质的折射率.
甲同学的做法是:保持射到AB面上光线的入射角θ1不变,用一遮光板由A点沿AB缓慢推进,遮光板前端推到P时,AD面上恰好无光线射出,测得AP的长度为l3,则长方体介质的折射率可表示为n=
 

乙同学的做法是:缓慢调节射到AB面上光线的入射角,使AD面也恰好无光线射出.测得此时射到AB面上光线的入射角为θ2,则长方体介质的折射率可表示为n=
 
; θ1和θ2的关系为:θ1
 
θ2(填“>”、“<”或“=”).
(2)某同学利用红激光做“用双缝干涉测光的波长”的实验时,第一次分划板中心刻度线对齐A条纹中心时,如图2甲所示,游标卡尺的示数如图2丙所示;第二次分划板中心刻度线对齐B条纹中心线时如图2乙所示,游标卡尺的读数如图2丁所示.已知双缝间距为0.5mm,双缝到屏的距离为1m,则图2丙中游标卡尺的读数为
 
 mm,图2丁中游标卡尺的读数为
 
 mm.实验时测量多条干涉条纹宽度的目的是
 
.所测光波的波长为
 
 m.(保留两位有效数字)
(3)如果实验时将红激光换成蓝激光,屏上相邻两条纹间的距离将
 
(填变大,变小或不变).
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