如图所示,某三角支架ABO中,轻杆BO可绕通过O点的光滑轴转动,B端固定一质量为m的小球,A、B间用细绳连接,调节细绳长度,使AO⊥OB,且绳与轻杆间夹角为37°.用

发布时间:2020-08-11 07:03:53

如图所示,某三角支架ABO中,轻杆BO可绕通过O点的光滑轴转动,B端固定一质量为m的小球,A、B间用细绳连接,调节细绳长度,使AO⊥OB,且绳与轻杆间夹角为37°.用外力保持杆AO竖直,使整个装置沿水平方向做直线运动.已知重力加速度为g,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:
(1)当整个装置做匀速直线运动时,细绳AB、轻杆OB对小球的作用力分别为多大?
(2)当整个装置沿水平方向以大小为a=g的加速度做匀变速运动时,细绳AB、轻杆OB对小球作用力分别为多大?

网友回答

解:(1)当整个装置做匀速直线运动时,小球受力如图1所示,由平衡条件得:
??? F2sinθ=mg,
??? F2cosθ=F1.
得? F1==1.67mg,F2==1.33mg
(2)若加速度a向左时,
由于竖直方向上没有加速度,则知 F1=1.67mg,
由ma=F2?cos37°-F1,
? 可解得F2=F1cos37°-ma=1.33mg-0.33?mg=mg
若加速度a向右时,F1=1.67mg
由ma=F2-F2cos37°
? 可解得F2=F1cos37°+ma=1.33mg+0.33?mg=1.67?mg
答:(1)当整个装置做匀速直线运动时,细绳AB、轻杆OB对小球的作用力分别为1.67mg和1.33mg.
(2)当整个装置沿水平方向以大小为a=g的加速度做匀变速运动时,若加速度a向左,细绳AB、轻杆OB对小球作用力分别为1.67mg和mg;
若加速度a向右时,都是1.67mg.
解析分析:(1)当整个装置做匀速直线运动时,小球的合力为零,分析小球的受力情况,根据平衡条件求解细绳AB和杆OB对小球作用力.
(2)当整个装置沿水平方向以大小为a=g的加速度做匀变速运动时,由于加速度的方向未知,要分向右和向左两种情况研究.分析小球的受力情况,根据牛顿第二定律求解轻绳AB和杆OB对小球作用力.

点评:本题的解题关键是分析小球的受力情况,作出力图.对于正交分解,往往按加速度方向和加速度垂直的方向进行正交分解.
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