一端拴一质量为m的小球.
图3
(1)当滑块至少以多大的加速度向右运动时,线对小球的拉力刚好等于零?
(2)当滑块至少以多大的加速度a1向左运动时,小球对滑块的压力等于零?
(3)当滑块以a′=2g的加速度向左运动时,线中拉力为多大?
答案 (1)g (2)g (3)mg
解析 (1)对小球受力分析,小球受重力mg、线的拉力T和斜面支持力N作用,如图甲,当T=0时有
Ncos 45°=mg
Nsin 45°=ma
解得a=g.故当向右加速度为g时线上的拉力为0.
(2)假设滑块具有向左的加速度a1时,小球受重力mg、
线的拉力T1和斜面的支持力N1作用,如图乙所示.由牛顿第二定律得
水平方向:T1cos 45°-N1sin 45°=ma1,
竖直方向:T1sin 45°+N1cos 45°-mg=0.
由上述两式解得
N1=,T1=.
由此两式可以看出,当加速度a1增大时,球所受的支持力N1减小,线的拉力T1增大.
当a1=g时,N1=0,此时小球虽与斜面接触但无压力,处
于临界状态,这时绳的拉力为FT1=mg.所以滑块至少以a1=g的加速度向左运动时小球对滑块的压力等于零.