Question

在车厢顶上吊有一单摆,摆长为L,如图甲所示,当小车向左运动时,悬线偏离竖直方向的左边一个恒定的角度,使这个单摆摆动,摆动的平面与小车的前进方向在同一平面内,测得振动周期为T.求放在该车厢地板上质量为M的物体在相对车厢静止时受到的摩擦力的大小和方向.

Answer 1

f=Ma=M  方向向右

解析：悬线偏离竖直方向左侧,意味着小车具有一向右的加速度,设车的加速度为a,球与小车相对静止时偏角为θ,绳拉力为T′,则由牛顿第二定律知

T′sinθ=ma,

T′cosθ=mg

即T′=m

小球摆动时以题图乙所示位置为平衡位置,其等效重力加速度

g′=,由T=2π,得g′=,解得a=,方向向右.

对M运用牛顿第二定律,则

f=Ma=M,方向向右.