Question

如圖4-3-9所示，沿水平方向做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的車廂中，懸掛小球的懸線偏離豎直方向37°角，球和車廂相對(duì)靜止，球的質(zhì)量為1 kg.(g取10 m／s²， sin37°=0.6，cos37°=0.8)

(1)求車廂運(yùn)動(dòng)的加速度并說明車廂的運(yùn)動(dòng)情況；

(2)求懸線對(duì)球的拉力.

圖4-3-9

Answer 1

思路解析：(1)球和車廂相對(duì)靜止，它們的運(yùn)動(dòng)情況相同，由于對(duì)球的受力情況知道得較多，故應(yīng)以球?yàn)檠芯繉?duì)象.球受兩個(gè)力作用：重力mg和線的拉力F，由于球隨車一起沿水平方向做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，故其加速度沿水平方向，合外力沿水平方向.作出平行四邊形，如圖所示.球所受的合外力為F_合=mgtan37°.

由牛頓第二定律F_合=ma可求得球的加速度為a==gtan37°=7.5 m/s²

加速度方向水平向右.

車廂可能水平向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，也可能水平向左做勻減速直線運(yùn)動(dòng).

(2)由圖可得，線對(duì)球的拉力大小為F=N=12.5 N