题文
如图所示,在水平面上行驶的小车内,细线跨过光滑的定滑轮,两端分别系一小球A和一木块B.当小车向右加速时,系着小球的细线与竖直方向的夹角为37°,系木块的细线仍竖直,小球和木块都相对车厢静止.已知小球的质量m=2kg,木块的质量M=4kg,g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8;求:
(1)小车的加速度以及细线上的拉力;
(2)车厢底面对木块的作用力(大小和方向).
题型:未知 难度:其他题型
答案
(1)以小球为研究对象,分析受力,根据牛顿第二定律得:
竖直方向有:Tcosθ=mg ①
水平方向有:Tsinθ=ma ②
由②:①解得:a=gtanθ ③
T=25N
车厢与A的加速度相同为a=gtanθ=7.5m/s2,方向向右.
(2)对木块B进行受力分析,有:
N+T=Mg
f=Ma
解得:N=15N
f=30N
所以底面对木块的作用力为F=
设合力方向与水平方向成θ,则tanθ=1530=12
所以θ=arctan12
答:(1)小车的加速度大小为7.5m/s2,方向向右,细线上的拉力为25N;
(2)车厢底面对木块的作用力大小为155N,方向斜向右上与水平方向的夹角为arctan12.
解析
N2+f2
考点
据考高分专家说,试题“如图所示,在水平面上行驶的小车内,细线跨.....”主要考查你对 [滑动摩擦力、动摩擦因数 ]考点的理解。
滑动摩擦力、动摩擦因数
滑动摩擦力的概念:
当一个物体在另一个物体的表面上相对运动时,受到的阻碍相对运动的力,叫滑动摩擦力。
滑动摩擦力产生条件:
①接触面粗糙;
②相互接触的物体间有弹力;
③接触面间有相对运动。
说明:三个条件缺一不可,特别要注意“相对”的理解。
滑动摩擦力的方向:
总跟接触面相切,并与相对运动方向相反。 “与相对运动方向相反”不能等同于“与运动方向相反”。滑动摩擦力方向可能与运动方向相同,可能与运动方向相反,可能与运动方向成一夹角。
滑动摩擦力的大小:
滑动摩擦力跟压力成正比,也就是跟一个物体对另一个物体表面的垂直作用力成正比。公式:F=μFN (F表示滑动摩擦力大小,FN表示正压力的大小,μ叫动摩擦因数)。
①FN表示两物体表面间的压力,性质上属于弹力,不是重力,更多的情况需结合运动情况与平衡条件加以确定;
②μ与接触面的材料、接触面的情况有关,无单位,而且永远小于1;
③滑动摩擦力大小,与相对运动的速度大小无关。
滑动摩擦力的作用效果:
总是阻碍物体间的相对运动,但并不总是阻碍物体的运动,可能是动力,也可能是阻力。
摩擦力大小的计算方法:





