Question

11．如圖所示，m=4kg的小球掛在小車后壁上，細(xì)線與豎直方向成37°角．
（已知：sin37°=0.6；cos37°=0.8；g取10m/s²）求：
（1）小車向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，細(xì)線對(duì)小球的拉力F₁和后壁對(duì)小球的壓力F₂為多大？
（2）小車以a=g向右加速時(shí)，細(xì)線對(duì)小球的拉力F₁和后壁對(duì)小球的壓力F₂為多大？

Answer 1

分析 （1）小車向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，小球受重力、拉力和后壁的彈力，三力平衡，根據(jù)平衡條件列式求解即可；
（2）小車勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，小球受重力、拉力和后壁的彈力三力作用下向右加速，根據(jù)牛頓第二定律求出小球?qū)��?xì)線的拉力大小和對(duì)車后壁的壓力大小．

解答 解：（1）向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，小球受重力、拉力和后壁的彈力，三力平衡，受力分析如圖所示：

由水平方向：F₂-F₁sin37°=0；
豎直方向：F₁cos37°-mg=0；
代入數(shù)據(jù)得：F₁=50N，F(xiàn)₂=30N．
（2）向右加速時(shí)，球在三個(gè)共點(diǎn)力作用下向右加速，受力分析如圖所示：

由水平方向：F₂-F₁sin37°=ma=mg；
豎直方向：F₁cos37°-mg=0；
代入數(shù)據(jù)得：F₁=50N，F(xiàn)₂=70N．
答：（1）小車向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，細(xì)線對(duì)小球的拉力為50N，后壁對(duì)小球的壓力為30N；
（2）小車以a=g向右加速時(shí)，細(xì)線對(duì)小球的拉力為50N，后壁對(duì)小球的壓力F₂為70N．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了共點(diǎn)力平衡以及牛頓第二定律，知道小球與小車具有相同的加速度，通過(guò)對(duì)小球分析，根據(jù)牛頓第二定律進(jìn)行求解．