如图所示,小车的顶棚上用绳线吊一小球,质量为m,车厢底板上放一个质量为M的木块,当小车沿水平面匀加速向右运动时,小球悬线

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  • 解题思路:(1)小车和小球的加速度相等,对小球受力分析,求出合力,再根据牛顿第二定律求出小球的加速度,从而得出小车的加速度.

    (2)木块的加速度与小车的加速度相等,根据牛顿第二定律求出木块的合力,即摩擦力的大小.

    (3)先根据牛顿第二定律求出木块此时的加速度,再对小球进行受力分析即可求解.

    (1)小球的加速度与小车的加速度相等,小球受力如图所示,设加速度为a

    ma=mgtan30°

    a=gtan30°=

    3

    3g

    (2)木块受到的摩擦力:

    F=Ma=

    3Mg

    3

    (3)当小车相对车底板即将滑动时,木块受到的摩擦力f=μMg,此时木块的加速度a′=[f/M=μg=0.75×10=7.5m/s2,

    此时小球得加速度也为a′,设此时悬线与竖直方向的夹角为θ,则

    ma′=mgtanθ

    解得:θ=37°,

    悬线的拉力T=

    mg

    cos37°=1.25mg

    答:(1)小车运动的加速度为

    3

    3g.

    (2)木块受到的摩擦力为

    3Mg

    3].

    (3)此时小球对悬线的拉力为1.25mg.

    点评:

    本题考点: 牛顿第二定律;摩擦力的判断与计算.

    考点点评: 解决本题的关键知道小车、小球、木块具有相同的加速度,关键能够正确地受力分析,运用牛顿第二定律进行求解.

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