题目内容

17.超市一送水员用双轮小车运送桶装矿泉水.装运完毕,如图所示,在拉运过程中保持图示角度不变,不计桶与小车之间摩擦力的影响.
(1)小车静止时,桶对小车两侧轨道的压力大小之比NA:NB
(2)假设水桶与小车的质量均为m且地面光滑,若使矿泉水桶对A挡板的挤压力为零,则对车的水平力至少为多大?方向如何?

分析 (1)对桶进行受力分析,应用平衡条件列方程,然后求出压力之比.
(2)对桶应用牛顿第二定律求出加速度,然后应用牛顿第二定律求出拉力大小与方向.

解答 解:(1)对桶进行受力分析,如图所示:
竖直方向受力平衡,则有:mg=NAcos30°+NBcos60°
水平方向,根据牛顿第二定律得:NAsin30°-NBsin60°=ma;
当小车静止时,其加速度为零,带入数据得:
0.5NA-$\frac{\sqrt{3}}{2}$NB=0,所以:NA:NB=$\sqrt{3}$:1;
再据牛顿第三定律得:桶对小车两侧轨道的压力大小之比为:$\sqrt{3}$:1;
(2)矿泉水桶对A挡板的挤压力为零,即:NB=0,
竖直方向受力平衡,则有:mg=NAcos30°,
水平方向,根据牛顿第二定律得:NAsin30°=ma,
对车与水桶系统,由牛顿第二定律得:F=2ma,水平水平向左,
解得:F=2$\sqrt{3}$mg,方向:水平向左;
答:(1)小车静止时,桶对小车两侧轨道的压力大小之比NA:NB为:$\sqrt{3}$:1;
(2)矿泉水桶对A挡板的挤压力为零,则对车的水平力至少为:2$\sqrt{3}$mg,方向:水平向左.

点评 本题的关键是正确对物体进行受力分析,注意题目中给出的质量是小车和桶装矿泉水的总质量,不是桶装矿泉水的质量,不能求出两个侧面对桶的支持力大小,难度适中.

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