Question

【題目】如圖所示，一固定光滑桿與水平方向夾角為θ，將一質量為m1的小環套在桿上，通過輕繩懸掛一個質量為m2的小球，由靜止釋放后，小環與小球保持相對靜止并以相同的加速度a一起下滑，此時輕繩與豎直方向的夾角為β，則下列說法正確的是（ ）

A．a＝gsinθ

B．m1不變，則m2越大，β越小

C．θ＝β，且與m1、m2無關

D．桿對小環的作用力大小大于m1g＋m2g

Answer 1

【答案】AC

【解析】

試題分析：對小球研究可知，其合力大小為F=m2gsinθ，等于重力沿桿向下方向的分力，則細線與桿垂直，則由幾何知識得，θ=β，與環和小球的質量無關，故B錯誤，C正確；若桿不光滑；把環和球看做一個整體受力分析，沿斜面和垂直斜面建立直角坐標系得：

沿斜面方向：（m1+m2）gsinθ-f=（m1+m2）a

垂直斜面方向：FN=（m1+m2）gcosθ

摩擦力：f=μFN

聯立可解得：a=gsinθ-μgcosθ，

設θ=β，由幾何關系知，此時繩應該和桿垂直，對小球受力分析可知重力沿桿的分力作為合力產生加速度，

垂直于桿的分力與繩的拉力相平衡，此時可以求得小球的加速度為gsinθ，故A正確；以整體為研究對象，根據牛頓第二定律得：（m1+m2）gsinθ=（m1+m2）a

得：a=gsinθ

N=（m1+m2）gcosθ＜（m1+m2）g；故D錯誤；故選AC．