题目
(9分)如图所示,一轻绳上端系在车的左上角的A点,另一轻绳一端系在车左端B点,B点在A点正下方,A、B距离为b,两绳另一端在C点相结并系一质量为的小球,绳AC长度为,绳BC长度为。两绳能够承受的最大拉力均为2。求: (1)绳BC刚好被拉直时,车的加速度是多大? (2)为不拉断轻绳,车向左运动的最大加速度是多大?
答案:(9分) (1)绳BC刚好被拉直时,小球受力如图所示(图1分) 因为 AB=BC=b,AC=b 故 绳BC方向与AB垂直, θ=450 (1分) 由牛顿第二定律,得 mgtanθ=ma (1分) 可得 a=g (2分) (2)小车向左加速度增大,AB、BC绳方向不变,所以AC绳拉力不变,BC绳拉力变大,BC绳拉力最大时,小车向左加速度最大,小球受力如图(图1分) 由牛顿第二定律,得 Tm+ mgtanθ=mam (1分) 因这 Tm=2mg 所以最大加速度为 am=3g (2分)