四、牛顿运动定律的应用

通常将力学问题分为两类,一类是已知力求运动;另一类是已知运动求力。有时两者兼有,关键是正确分析物体的受力情况。

例1-2 在光滑的水平面上放一质量为M的楔块,楔块倾角为θ,斜面光滑。今在其斜面上放一质量为m的物块。求这两物体的加速度以及它们之间的相互作用力。

解:分别选楔块和物块作为研究对象,它们的受力情况如图1-7所示。由于水平面光滑,在物块下滑过程中,楔块会向后运动。以水平面为惯性参考系,建立直角坐标系。

图1-7

物块m受到重力mg和楔块对它的支持力N1的作用,其加速度大小为a1,则有

N1sinθ=ma1x

N1cosθ-mg=ma1y

楔块M受到重力Mg,地面的支持力N2以及物块对它的压力则有

由牛顿第三定律知另外,物块m相对于楔块的加速度沿x轴和y轴的分量为(a1x+a2x)和a1y,则

解上述方程,可得