Question

置于水平面上的小车上固定一弯折的细杆，弯折角为θ，如图3-4-9所示，其另一端固定一质量为m的小球.求当车子以加速度a向右减速运动时，小球对细杆的作用力.
                  
图3-4-9                

Answer 1

tanα=.

以小球为研究对象，小球受重力mg和杆的作用力F（设F与竖直向上方向夹角为α）两个力作用，如图所示，将F沿水平向左（加速度）方向和竖直向上方向分解为F_x、F_y.由牛顿第二定律可知F_y-mg=0,F_x=ma.

两式联立解得杆对球作用力的大小为F=
方向tanα=.
由牛顿第三定律可知，球对细杆的作用力与杆对球的作用力是一对作用力和反作用力，大小相等，方向相反,故小球对细杆的作用力大小F′=F=m.
方向与竖直向下方向成角α，且有tanα=.