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1. 如圖1所示,一細(xì)線的一端固定于傾角為45°的光滑楔形滑塊A的頂端P處,細(xì)線另一端拴一質(zhì)量為m的小球。當(dāng)滑塊以2g加速度向左運(yùn)動時,線中拉力T等于多少?
本題首先要判斷小球會不會離開斜面,即有沒有與斜面接觸。
解析:當(dāng)小球和斜面接觸,但兩者之間無壓力時,設(shè)滑塊的加速度為a', 此時小球受力如圖2。
由牛頓第二定律得
mgtan45°=ma (1)
則 a=g
滑塊A的加速度,所以小球?qū)h離滑塊A,其受力如圖3所示,設(shè)線和豎直方向成角θ
建立直角坐標(biāo)系,
y軸:Tcosθ=mg (2)
x軸:由牛頓第二定律得
Tsinθ=ma (3)
解得
2. 如圖4甲、乙所示,圖中細(xì)線均不可伸長,物體均處于平衡狀態(tài)。如果突然把兩水平細(xì)線剪斷,求剪斷瞬間小球A、B的加速度各是多少?(角已知)
解析:水平細(xì)線剪斷瞬間拉力突變?yōu)榱?,圖甲中OA繩拉力由T突變?yōu)?/span>T',但是圖乙中OB彈簧形變量來不及改變,彈力不能突變。
對A球受力分析,如圖5(a),剪斷水平細(xì)線后,球A將做圓周運(yùn)動,剪斷瞬間,小球的加速度方向沿圓周的切線方向。
水平細(xì)線剪斷瞬間,B球受重力G和彈簧彈力F不變,如圖5(b)所示,由牛頓第二定律得
3. 傳送帶與水平面夾角37°,皮帶以10m/s的速率運(yùn)動,皮帶輪沿順時針方向轉(zhuǎn)動,如圖所示。今在傳送帶上端A處無初速地放上一個質(zhì)量為m=0.5kg的小物塊,它與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為0.5,若傳送帶A到B的長度為16m,g取10m/s2,則物體從A運(yùn)動到B的時間為多少?
解析:μ=0.5<tanθ=0.75,物體將相對傳送帶下滑,設(shè)從物塊剛放上到皮帶速度達(dá)10m/s,物體位移為x1,加速度a1,時間t1
一開始,物體速度小于傳送帶速度,摩擦力沿傳送帶向下,由牛頓第二定律得
加速到10m/s所用的時間
物體移動的位移
當(dāng)物體速度大于10m/s時,摩擦力沿斜面向上,
由牛頓第二定律得
設(shè)物塊從速度10/s到滑到B段所用的時間為t2
解得:t2=1s(另一個值-10s舍去)
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