2. 用质量为m、长度为L的绳沿着光滑水平面拉动质量 为M的物体,在绳的一端所施加的水平拉力为F, 求: (1)物体与绳的加速度;(2)绳中各处张力的大小(假定绳 的质量分布均匀,下垂度可忽略不计。)
解:(1)以物体和绳整体为研究对
象,根据牛顿第二定律可得:
F(Mm)a a F m
Mm
F
(2)以物体和靠近物体x长的绳为研究对象,根据牛顿第二定
问题1:必须弄清牛顿第二定律的同体性。
F=ma中的F、m和a是同属于同一个研究对象 而言的,不能张冠李戴。研究对象可以是一个物体, 也可以是两个或两个以上的物体组成的系统.所以解 题时首先选好研究对象,然后把研究对象全过程的受 力情况都搞清楚。对同一个研究对象的合外力、质 量、加速度用牛顿第二定律列方程求解。
(A )
A. 8.2N
B. 7N
C. 7.4N
D. 10N
ax
解1:隔离法(略)。
解2:整体法用牛顿第二定律的分量 式求解。
ay
370
2GFNGsi2n307
FN 8.2N
解3:整体法用超重失重观点求解。斜木块和小铁块组成的系 统,小铁块失重Gsin2370=1.8N,故测力计的示数为10N-
1.8N=8.2N
C. 2m/s2, 方向竖直向上
D. 2m/s2, 方向竖直向下
N
解:拔去M的瞬间,小球受到重力和下边弹簧的弹力,重力产生的加速 度是10m/s2,方向竖直向下.此时小球的加速度大小为12m/s2.⑴若 竖直向上,则下边弹簧的弹力产生的加速度为22m/s2 ,方向竖直向上; 说明上边弹簧的弹力产生的加速度为12m/s2 ,方向竖直向下.因此 在拔去销钉N的瞬间,小球的加速度为12m/s2+10m/s2=22m/s2,方 向竖直向下.⑵若竖直向下,则下边弹簧的弹力产生的加速度大小为 2m/s2 ,方向竖直向下.说明上边弹簧的弹力产生的加速度为12m/s2, 方向竖直向上.因此在拔去销钉N的瞬间,小球的加速度为12m/s2- 10m/s2=2m/s2,方向竖直向上.