Question

【题目】如图所示，一沿水平方向做匀加速直线运动的车厢中，悬挂小球的悬线偏离竖直方向的夹角，小球和车厢相对静止，小球的质量为，取，，，求：

(1)车厢运动的加速度；

(2)悬线对小球的拉力大小。

Answer 1

【答案】(1)，方向水平向右(2)12.5N

【解析】

解法一 矢量合成法

(1)选小球为研究对象，对其进行受力分析如图所示，有

又由牛顿第二定律得

则小球的加速度大小为

小球和车厢相对静止，故车厢的加速度大小也为，方向水平向右。

(2)悬线对小球的拉力大小为

。

解法二 正交分解法

建立直角坐标系，并将悬线对小球的拉力正交分解，因小球和车厢相对静止，则沿水平方向有

（为车厢的加速度）

沿竖直方向有

联立以上两式得， ，的方向水平向右。

车厢的加速度大小也为，方向水平向右。