Question

8．如圖所示，小車上固定著一根彎成α角的曲桿，桿的另一端固定一個質(zhì)量為m的球，當(dāng)小車以加速度a水平向右運(yùn)動時，求桿對球的彈力的大小和方向．

Answer 1

分析 先根據(jù)運(yùn)動情況確定加速度大小和方向，然后受力分析，根據(jù)牛頓第二定律并結(jié)合正交分解法列式求解．

解答 解：小車以加速度a向右勻加速運(yùn)動，小球受重力和彈力，合力為ma，水平向右，
根據(jù)牛頓第二定律，有：
水平方向：F_x=ma
豎直方向：F_y=mg
故合力：F=$\sqrt{{F}_{x}^{2}+{F}_{y}^{2}}$=m$\sqrt{{a}^{2}+{g}^{2}}$，
與水平方向的夾角的正切：
tanθ=$\frac{{F}_{y}}{{F}_{x}}$=$\frac{g}{a}$
則θ=arctan$\frac{g}{a}$
答：桿對球的彈力的大小m$\sqrt{{a}^{2}+{g}^{2}}$，和方向與水平方向夾角arctan$\frac{g}{a}$．

點(diǎn)評 本題是已知運(yùn)動情況確定受力情況的問題，關(guān)鍵是先求解出加速度；注意桿的彈力與細(xì)線的彈力不同，桿的彈力可以與桿平行，也可以與桿不平行，可以是拉力，也可以是支持力．