设绳子拉力为T,斜面对球支持力为N,根据受力列方程
Tsinθ+Ncosθ-mg=0
Tcosθ-Nsinθ=ma
这里要考虑一个临界状况就是加速度大到一定程度时,球会脱离斜面,因此临界状态就是N恰好等于0的情况,则有
T=mg/sinθ代入第二个式子有
mgcotθ=ma
求得临界加速度为a=gcotθ=10*4/3≈13.3米/秒方
因此a1=5m/s^2时可以用上面的方程组解得T=20N
当a2=20m/s^2时,球只受到重力、绳子拉力的作用,受力分析有
T*cosα=ma2
T*sinα=mg
式中α为球脱离斜面后与水平面的夹角
两式平方相加有T*T=(ma2)*(ma2)+(mg)*(mg)
解得T=2*√(20*20+10*10)=20√5 ≈44.72N