Question

【題目】如圖所示，在傾角為30°的光滑斜面上，一質量為4m的小車在沿斜面向下的恒力F作用下下滑，在小車下滑的過程中，小車支架上連接著小球(質量為m)的輕繩恰好保持水平。則外力F的大小為( )

A. 2.5mg B. 4mg

C. 7.5mg D. 10mg

Answer 1

【答案】C

【解析】

本題中小球與小車相對靜止，兩者加速度相同，以小球為研究對象，分析受力，由牛頓第二定律求出加速度，再對整體根據牛頓第二定律即可求得F的大小．

以小球為研究對象，分析受力情況可知：重力mg、繩的拉力T，小球的加速度方向沿斜面向下，則mg和T的合力定沿斜面向下。如圖，

由牛頓第二定律得： =ma，解得：a=2g，
再對整體根據牛頓第二定律可得：F+（4m+m）gsin30°=5ma
解得：F=7.5mg； 故選C。