Question

13．如圖所示，傾角為30°，斜面體固定在地面上，光滑斜面上放一輛小車．一根彈性桿的一端固定在小車上，另一端固定一個重為2N的小球．問：
（1）當(dāng)由于外力作用使小車靜止在斜面上時，桿對小球的彈力怎樣？
（2）當(dāng)小車由靜止沿斜面下滑時，桿對小球的彈力又怎樣？

Answer 1

分析 當(dāng)小車處于靜止時，小球處于平衡狀態(tài)，結(jié)合共點(diǎn)力平衡求出桿對小球的彈力大小
當(dāng)小車下滑時，根據(jù)牛頓第二定律求出整體的加速度，隔離分析，根據(jù)合力的大小，通過平行四邊形定則求出桿對小球的作用力．

解答 解：（1）當(dāng)小車處于靜止時，小球處于平衡狀態(tài)，則桿對小球的彈力F=mg=2N，方向豎直向上．
（2）當(dāng)小球由靜止沿斜面下滑，整體的加速度為：
a=$\frac{Mgsin30°}{M}=\frac{1}{2}g=5m/{s}^{2}$，
小球所受的合力為：F_合=ma=0.2×5N=1N，方向沿斜面向下，
根據(jù)平行四邊形定則知，桿對小球的彈力為：F′$\sqrt{（mg）^{2}-{{F}_{合}}^{2}}=\sqrt{4-1}=\sqrt{3}N$．方向垂直斜面向上．
答：（1）桿對小球的彈力大小為2N，方向豎直向上．
（2）桿對小球的彈力大小為$\sqrt{3}$N，方向垂直斜面向上．

點(diǎn)評 本題考查了共點(diǎn)力平衡和牛頓第二定律的基本運(yùn)用，知道小球和小車具有相同的加速度，基礎(chǔ)題．