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【如图所示,一个质量为5kg的光滑球放在质量为20kg的小车中,小车顶板AB与底板CD间的距离恰好与小球直径相等,侧壁AD与顶板的夹角为45°,整个装置放在光滑水平面上,现对小车施加F=500N的】
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问题描述:

如图所示,一个质量为5kg的光滑球放在质量为20kg的小车中,小车顶板AB与底板CD间的距离恰好与小球直径相等,侧壁AD与顶板的夹角为45°,整个装置放在光滑水平面上,现对小车施加F=500N的水平拉力.求

(1)小车产生的加速度

(2)分析小球只对底板AD有压力时,应对小车施加多大的水平力?

(3)侧壁AD和顶板AB的弹力各为多大?(g取10m/s2)

陈峥回答:
  解(1)对整体根据牛顿第二定律可知,由F=(M+m)a   解得 a=20 m/s2   (2)当小球只对侧壁AD有压力时,设小车加速度为a0   对小球受力分析如图,有   mgtan45°=ma0   解得a0=10 m/s2   合力F0=(M+m)a0=250 N   (3)因F>F0,所以小球对侧壁AD、顶板AB都产生弹力,小球受力如下图   由FADsin45°=ma得FAD=1002
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