一根绳子跨过装在高架横梁上的定滑轮，一端挂质量为M的物体，另一端吊一载人的梯子而平衡，人的质量为m，若滑轮与绳子的质量和摩擦均不计，问使滑轮对天花板的反作用力为

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一根绳子跨过装在高架横梁上的定滑轮，一端挂质量为M的物体，另一端吊一载人的梯子而平衡，人的质量为m，若滑轮与绳子的质量和摩擦均不计，问使滑轮对天花板的反作用力为零，人应作什么规律的运动？

答案

人相对于梯子作竖直向下、大小为

g的匀加速运动

解析

由平衡条件知，梯子质量为M-m；由滑轮对高架横梁的反作用力为零的条件知，物体M和梯子分别作竖直向上和竖直向下的大小为g的匀加速运动，此时由物体M、梯子和人构成的系统受到的合外力F_合=2Mg，由质点系牛顿第二定律得：
2Mg=M

₁+(M-m)

₂+ m

₃
=Mg –(M-m)g+ m

₃
="mg" + m

₃
解得

₃=

g
即人作竖直向下、大小为

g的匀加速运动。
亦即人相对于梯子作竖直向下、大小为

g的匀加速运动

举一反三

某些城市交通部门规定汽车在市区某些街道行驶速度不得超过v_m＝30km/h．一辆汽车在该水平路段紧急刹车时车轮抱死，沿直线滑动一段距离后停止．交警测得车轮在地面上滑行的轨迹长为s_m＝10m．从手册中查出该车轮胎与地面间的动摩擦因数为μ＝0.75，取重力加速度g＝10m/s²．
(1)假如你是交警，请你判断汽车是否违反规定，超速行驶(在下面写出判断过程)
(2)目前，有一种先进的汽车制动装置，可保证车轮在制动时不被抱死，使车轮仍有一定的滚动，安装了这种防抱死装置的汽车，在紧急刹车时可获得比车轮抱死更大的制动力，从而使刹车距离大大减小．假设汽车安装防抱死装置后刹车制动力恒为f，驾驶员的反应时间为t，汽车的质量为m，汽车行驶的速度为v，试推出刹车距离s的表达式．
(3)根据刹车距离s的表达式，试分析引发交通事故的原因的哪些？

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质量为M的人站在地面上，用绳通过定滑轮将质量为m的重物从高处放下，如图3-7-9所示，若重物以加速度a下降（a>g），则人对地面的压力为多少？

图3-7-9

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质量分别为10 kg和20 kg的物体A和B，叠放在水平面上，如图3-4-8所示，AB间的最大静摩擦力为10 N，B与水平面间的动摩擦因数μ=0.5，以力F作用于B使AB一同加速运动，则力F满足__________.（g取10 m/s²）

图3-4-8

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质量为m的木块放在质量为M的木板上，如果木块与木板间、木板与地面间的动摩擦因数都是μ，那么要把木板从木块下抽出，所加的水平力大小至少多大？

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如图3-4-10所示，在台秤上放半杯水，台秤的示数为50 N，另用挂在支架上的弹簧秤悬挂一边长为a="10" cm的金属块，金属块的密度ρ=3×10³ kg/m³，当把弹簧秤下的金属块
平稳地浸入水中深b="4" cm时，弹簧秤和台秤的示数分别为多大？（水的密度ρ_水=1.0×10³ kg/m³，g取10 m/s²）

图3-4-10

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