如图3-6-8所示,一细线的一端固定于倾角为θ=45° 的光滑楔形滑块A的

如图3-6-8所示,一细线的一端固定于倾角为θ=45° 的光滑楔形滑块A的顶端P处,细线的另一端拴一质量为m的小球,试求当滑块以a=2g的加速度向左运动时细线的拉力T.

 图3-6-8

答案

解析:本题是一个已知运动情况求未知力的问题.当滑块向左运动的加速度较小时,滑块对小球存在支持力,当滑块向左运动的加速度较大时,小球将脱离滑块斜面而“飘”起来.因此,本题还存在一个临界条件:当滑块向左移动的加速度为某一临界值时,斜面对小球的支持力恰好为零(小球将要离开斜面而“飘”起来),我们首先求此临界条件.此时小球受两个力:重力mg,绳的拉力T,根据牛顿第二定律的正交分解表示,有:

    Tcosθ=ma,                                                               ①

    Tsinθ-mg=0,                                                             ②

    联立①②两式并将θ=45°代入得a=g,

    即当斜面体滑块向左运动的加速度为a=g时,小球已“飘”起来了.

    此时小球受力情况如右图所示,故依据①②两式并将a=2g代入解得:T=

mg,注意当小球“飘”起来时θ<45°.

答案:

mg

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