如图所示,平行于斜面的细绳把小球系在倾角为θ的斜面上,为使球在光滑斜面上不发生相对运动,斜面体水平方向运动的加速度不得大于多少?

如图所示,平行于斜面的细绳把小球系在倾角为θ的斜面上,为使球在光滑斜面上不发生相对运动,斜面体水平方向运动的加速度不得大于多少?

题目
如图所示,平行于斜面的细绳把小球系在倾角为θ的斜面上,为使球在光滑斜面上不发生相对运动,斜面体水平方向运动的加速度不得大于多少?
答案
当斜面体水平向右的加速度达到最大值时,小球受重力和拉力,支持力为零,如左下图所示.
根据牛顿第二定律得,a=
mgcotθ
m
=gcotθ.
所以向右运动时,斜面体水平方向运动的加速度不得大于gcotθ.
当斜面体水平向左的加速度达到最大值时,小球受重力和支持力,拉力为零,如右下图所示.
根据牛顿第二定律得,a=
mgtanθ
m
=gtanθ.
所以向左运动时,斜面体水平方向运动的加速度不得大于gtanθ.

答:斜面体向右运动时,斜面体水平方向运动的加速度不得大于gcotθ.
斜面体向左运动时,斜面体水平方向运动的加速度不得大于gtanθ.
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