| 受力分析 题目答案及解析

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必修1

第三章 相互作用

3.5 力的分解

受力分析

如图所示,质量为$M$的物体$B$放在正沿平直轨道向右行驶的车厢底板上,并用竖直细绳通过光滑定滑轮连接质量为$m$的物体$A$,与物体$A$相连接的绳与竖直方向成$\theta$角,两物体始终与车厢保持相对静止$.$求:

车厢的加速度大小;

[["

$a=g\\tan \\theta$

"]]

以物体$A$为研究对象,分析受力情况,重力$mg$ 和拉力$T$,如图所示$:$

由牛顿第二定律有:$mg\tan \theta=ma$

解得车厢的加速度大小$a=g\tan \theta$

绳对物体$A$的拉力大小;

[["

$T=\\dfrac{mg}{\\cos\\theta}$

"]]

根据拉力$T$的竖直分量平衡重力得:$T\cos \theta=mg$

解得绳对物体$A$的拉力大小$T=\dfrac{mg}{\cos\theta}$

物体$B$对车厢底板的压力的大小。

[["

${F}_{N}'=Mg- \\dfrac{mg}{\\cos\\theta}$

"]]

对物体$B$分析受力如图所示:

在竖直方向处于平衡状态,由平衡条件有$F_{N}+T=Mg$

解得车厢对$B$物体的支持力$F_{N}=Mg-\dfrac{mg}{\cos\theta}$

由牛顿第三定律可得物体$B$对车厢底板的压力的大小为:$F_{N}'=F_{N}=Mg-\dfrac{mg}{\cos\theta}$

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