要使滑轮对天花板的作用力为0,人应相对梯子怎样运动?

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/05/23 14:52:19
一绳子跨过用绳子吊着的滑轮(吊在天花板上),一端吊着质量为M的物块,另仪端吊着一梯子,质量为m的人站在梯子上,要使滑轮对天花板的作用力为0,人应相对梯子怎样运动?不记滑轮和绳子质量及摩察.

1、滑轮对天花板的反作用力为0,说明滑轮不受到绳子和绳子上物体的重力,那样就得让绳子一端的物体自由下落,这样物体受到绳子拉力为0;
2、也就是说,如果物体自由下落,那么人这边就得以重力加速度上升,运动方向向上人以 匀加速下滑 试题分析:要使天花板受力为零,须使细绳中的拉力为零,物体M应做自由落体运动,故梯子应以加速度g向上匀加速运动。

在物理学史上,牛顿本人对牛顿第二定律的表述是:“运动的改变和所加的动力成正比,并且发生在所加的力的那个直线方向上。”牛顿通过定义明确了这里的“运动”的量度是动量。牛顿的表述用数学公式表达出来实际上是动量定理的形式,经过后人对牛顿表述的加工,我们得到牛顿第二定律的表达式 。
按照牛顿的表述,其中“直线”的概念只适用于质点,故从本义上讲,牛顿第二定律只适用于单个质点,在现行的高中物理教材中说的是:“物体的加速度和物体所受外力的合力成正比,与物体的质量成反比,加速度的方向和合外力的方向相同。”该表述中明确地提出了“外力”的概念,而“外”与“内”是相互矛盾而又互相依托的两个概念,没有“内”也就没有“外”,因而高中物理教材中也就暗示了表述中的“物体”具有相互作用的内力,即物体可以被看成是一个质点系。
一、质点系牛顿第二定律
如图1所示,设有 个相互作用的质点(为了描述方便,只画出了三个质点), 质点系中的诸质点 、 、 …… 受到合外力 的作用,具有的相应加速度为: 、 、 ……
根据牛顿第二定律有: 该式是矢量表达式,如图2所示,将该式在水平方向和竖直方向投影,有:
在水平方向:
在竖直方向:
如果规定合外力的两个分力的方向为正方向,上面两个矢量表达式变成了标量式,如图,标量表达式为:
在水平方向:
在竖直方向:
二、质点系牛顿第二定律的应用
1、 组成质点系的两个质点,一个质点有加速度,其他质点无加速度
例1、如图3所示,一个内部固定有竖直杆的箱子,其总质量为M,将其放在水平地面上,一个质量为m 的环套在箱内的竖直杆上,环沿着杆以加速度 加速下滑,其此时地面对箱子的支持力为多大
分析与解:质点系由箱子和环组成,其加速度和整体受力如图4所示,由质点系牛顿第二定律