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车厢顶部固定一滑轮,在跨过定滑轮绳子的两端各系一个物体,质量分别为m1、m2,且...

车厢顶部固定一滑轮,在跨过定滑轮绳子的两端各系一个物体,质量分别为m1、m2,且m2>m1,m2静止在车厢底板上,当车厢向右运动时,系m1的那段绳子与竖直方向夹角为θ,如图所示,绳子的质量、滑轮与绳子的摩擦忽略不计,求:
(1)车厢的加速度;(2)车厢底板对m2的支持力和摩擦力.

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(1)由题,绳子与竖直方向夹角为θ不变,小球m1相对于车厢静止,其加速度与车厢相同.以小球为研究对象,分析受力,根据牛顿第二定律求出加速度. (2)再以m2为研究对象,分析受力,根据牛顿第二定律,运用正交分解法求解车厢底板对m2的支持力和摩擦力. 【解析】 m1和m2的受力图如图所示 (1)对m1研究.     竖直方向有:T1cosθ=m1g  ①    水平方向有:T1sinθ=m1a  ② 由②:①解得:a=gtanθ ③ 车厢与m1的加速度相同为a=gtanθ,方向向右. (2)绳的拉力T1=T1′= ④    对m2有:N+T1′=m2g    ⑤    解得支持力  N=m2g-,方向竖直向上      水平方向有:f=m2a=m2gtanθ,方向水平向右. 答:(1)车厢的加速度是gtanθ,方向向右;     (2)车厢底板对m2的支持力大小等于m2g-,方向竖直向上,摩擦力大小m2gtanθ,方向水平向右.
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考点分析:
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A.只用一个弹簧秤,通过细绳套把橡皮条结点拉到O点,记下弹簧秤读数F和细绳方向.
B.把橡皮条一端固定在木板上,在橡皮条另一端栓上两根细绳套(此端交点称为结点).
C.用两个弹簧秤通过两个互成角度的细绳套拉橡皮条,使之伸长到一定长度,在白纸上记下结点位置O,同时记下两个弹簧秤读数F1、F2和两根细绳方向.
D.把白纸钉在木板上.
E.改变F1、F2的大小和方向,重作两次实验.
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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