Question

如圖所示，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1kg。（g＝10m/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。

Answer 1

解：（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)球的受力情況知道的較多，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_T，由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。做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：
，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：