难过时我会记得笑
精选回答
题目内容:
质量为M、长为L的杆水平放置,杆两端A、B系着长为3L的不可伸长且光滑的柔软轻绳,绳上套着一质量为m的小铁环.已知重力加速度为g.不计空气影响.
(1)现让杆和环均静止悬挂在空中,如图甲,求绳中拉力的大小;
(2)若杆与环保持相对静止,在空中沿AB方向水平向右做匀加速直线运动,此时环恰好悬于A端的正下方,如图乙所示.
①求此状态下杆的加速度大小a;
②为保持这种状态需在杆上施加一个多大的外力?方向如何?
最佳答案:
(1)mg (2)①g ②(M+m)g 方向与水平方向成60°角斜向右上方
答案解析:
正确受力分析,由平衡条件和牛顿第二定律求解.
(1)如图,设平衡时,绳中拉力为FT,有
2FTcos θ-mg=0①
由图知
cos θ=②
由①②式解得
FT=mg.③
(2)①此时,对小铁环受力分析如图,有
FT′sin θ′=ma④
FT+FT′cos θ′-mg=0⑤
由图知θ′=60°,代入④⑤式解得
a=g.⑥
②如图,设外力F与水平方向成α角,将杆和小铁环当成一个整体,有
Fcos α=(M+m)a⑦
Fsin α-(M+m)g=0⑧
由⑥⑦⑧式解得
F=(M+m)g
tan α=(或α=60°).
考点核心:
受力分析:
1、物体受力分析的方法 ①方法:整体法、隔离法。
②选择:所涉及的物理问题是整体与外界作用时,应用整体分析法,不必考虑内力的作用;当涉及的物理问题是物体间的作用时,要应用隔离分析法,这时原整体中相互作用的内力就会变为各个独立物体的外力。
2、受力分析的顺序:先重力,再接触力,最后分析其他外力。
3、受力分析时应注意的问题 ①分析物体受力时,只分析周围物体对研究对象所施加的力;
②受力分析时,不要多力或漏力,注意确定每个力的实力物体和受力物体,在力的合成和分解中,不要把实际不存在的合力或分力当做是物体受到的力;
③如果一个力的方向难以确定,可用假设法分析;
④物体的受力情况会随运动状态的改变而改变,必要时根据学过的知识通过计算确定;
⑤受力分析外部作用看整体,互相作用要隔离。
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