牛顿第二定律-牛顿第二定律七个公式


好的,让我们来仔细探讨一下这个问题。有一个固定在水平地面上的光滑斜面,其倾角为三十七度。斜面上有一根轻绳,它通过定滑轮连接了两个不同质量的物体A和B。物体A的质量为m1,为1千克,而物体B的质量m2则为3千克。

起初,物体A被按住使整个系统保持静止,而物体B则悬于空中。一旦释放A,B开始下落,A则相应地上升。关键在于理解这根绳子的作用,它同时作用于A和B,因此我们需要对它们进行受力分析。

对于物体B,我们首先要考虑其受到的重力m2g,由于m2为三千克,所以m2g等于三十牛。B还受到绳子的拉力,我们设其为t。当A被释放时,B开始加速下滑。

由于B加速下滑,我们要注意到重力和拉力不是平衡力。加速下滑的合力是向下的,这意味着重力要大于拉力。根据牛顿第二定律,物体所受的合力等于其质量乘以加速度。我们可以得到一个关于m2g、t和加速度a的等式。

接下来,我们需要对A进行受力分析。A除了受到自身的重力外,还受到支持力和绳子的拉力。由于绳子拉力与B的拉力相等(同一根绳子的拉力处处相等),所以当B加速下滑时,A会加速上滑。

在建立坐标轴时,我们注意到涉及斜面问题时,x轴通常沿斜面方向,y轴则垂直于斜面。我们需要将A的合力在x轴上表示出来。x轴上的力包括拉力和重力沿斜面向下的分力。

经过一系列的计算和推导,我们可以得到关于a的表达式。重要的是要理解,A和B的加速度是相同的,因为它们由同一根绳子连接,所以它们的速度变化是同步的。

现在我们来解这个二元一次方程,通过比较两个含有t和a的式子,我们可以求出t的值。经过计算,我们得到t的值为12秒。

至于加速度的计算,我们可以直接将t的值代入相关公式中,得到a的值。这样我们就可以确认选项C是正确的。

对于D选项,如果我们将物体B的力改为向下30N,这对物体A的运动是有影响的。原来的拉力是12N,重力沿斜面向下的分力是6N,但现在这个力变大了,所以对A来说,合力也会发生变化,其加速度不再是之前的值。

通过这样的分析,我们可以得出结论:D选项是错误的,因此这道题只能选C。