如图所示,一汽车后面用细绳拖着质量为m的光滑小球沿水平面向左运动.

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  • 解题思路:(1)分析小球的受力情况,已知加速度,根据牛顿第二定律求解地面对小球的支持力,再由牛顿第三定律得到小球对地面的压力大小.

    (2)由牛顿第二定律求出地面对小球刚好没有支持力时的临界加速度,再分析小球的状态,由牛顿第二定律求解绳的拉力大小.

    (1)分析小球的受力情况:重力mg、绳的拉力T,地面的支持力,如图1所示,设绳子与水平方向的夹角为α,根据牛顿第二定律得:

    竖直方向:Tsinα+N=mg

    水平方向:Tcosα=ma

    由题,a=

    g

    2],T=[5/6mg

    联立解得,cosα=0.6,sinα=0.8,N=

    1

    3]mg

    (2)设地面对A弹力为零时,物体的临界加速度为a0,则有

    mgcotα=ma0,得a0=cotα=[3/4]g

    ∵a=g>a0

    ∴物体已飘起离开地面,此时物体所受合力为mg,此时小球受力如图2所示,则由三角形知识可知,绳的拉力T′=

    (mg)2+(ma)2=

    2mg

    答:(1)当汽车以加速度a=

    g

    2加速运动时,绳的拉力为[5/6mg,则此时小球对地面的压力为

    1

    3]mg.

    (2)当汽车以加速度a=g加速运动时,绳的拉力为

    2mg.

    点评:

    本题考点: 牛顿第二定律;力的合成与分解的运用.

    考点点评: 本题主要考查了牛顿第二定律的应用,关键是能正确对物体进行受力分析,并结合几何知识求解,难度适中.

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