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如图所示,在倾角为30°的光滑斜面上,一质量为2m小车在沿斜面向下的外力F作用下下滑,在小车下滑的过程中,小车支架上连接着小球(质量为m)的轻绳恰好水平.则外力F的大小为(

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如图所示,在倾角为30°的光滑斜面上,一质量为2m小车在沿斜面向下的外力F作用下下滑,在小车下滑的过程中,小车支架上连接着小球(质量为m)的轻绳恰好水平.则外力F的大小为(  )
作业搜

A. 2mg

B.

5
mg

C. 6mg

D. 4.5mg

▼优质解答
答案和解析
以小球为研究对象,分析受力情况可知:重力mg、绳的拉力T,小球的加速度方向沿斜面向下,则mg和T的合力定作业搜沿斜面向下.如图,
由牛顿第二定律得:
mg
sin30°
=ma,
解得:a=2g,
再对整体根据牛顿第二定律可得:
F+(2m+m)gsin30°=3ma
解得:F=4.5mg;
故选:D.
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