问题标题:
【如图所示,一个质量为5kg的光滑球放在质量为20kg的小车中,小车顶板AB与底板CD间的距离恰好与小球直径相等,侧壁AD与顶板的夹角为45°,整个装置放在光滑水平面上,现对小车施加F=500N的】
问题描述:
如图所示,一个质量为5kg的光滑球放在质量为20kg的小车中,小车顶板AB与底板CD间的距离恰好与小球直径相等,侧壁AD与顶板的夹角为45°,整个装置放在光滑水平面上,现对小车施加F=500N的水平拉力.求
(1)小车产生的加速度
(2)分析小球只对底板AD有压力时,应对小车施加多大的水平力?
(3)侧壁AD和顶板AB的弹力各为多大?(g取10m/s2)
陈峥回答:
解(1)对整体根据牛顿第二定律可知,由F=(M+m)a
解得 a=20 m/s2
(2)当小球只对侧壁AD有压力时,设小车加速度为a0
对小球受力分析如图,有
mgtan45°=ma0
解得a0=10 m/s2
合力F0=(M+m)a0=250 N
(3)因F>F0,所以小球对侧壁AD、顶板AB都产生弹力,小球受力如下图
由FADsin45°=ma得FAD=1002
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