题目内容

如图所示,一小车上有一个固定的水平横杆,左边有一轻杆与竖直方向成θ角与横杆固定,下端连接一小铁球,横杆右边用一根细线吊一小铁球,当小车做匀变速运动时,细线保持与竖直方向成α角,若θ<α,则下列哪一项说法正确的是(  )
分析:先对细线吊的小球分析进行受力,根据牛顿第二定律求出加速度.再对轻杆固定的小球应用牛顿第二定律研究,得出轻杆对球的作用力方向.加速度方向求出,但速度可能有两种,运动方向有两种.
解答:解:A、对细线吊的小球研究
   根据牛顿第二定律,得
       mgtanα=ma,得到a=gtanα
    对轻杆固定的小球研究.设轻杆对小球的弹力方向与竖直方向夹角为β
   由牛顿第二定律,得
     m′gtanβ=m′a′
   因为a=a′,得到β=α>θ   则轻杆对小球的弹力方向与细线平行,故A正确.
  B、由上,轻杆对小球的弹力方向并不沿着轻杆方向向上,故B错误.
  C、小车的加速度a=tanα,方向向右,而运动方向可能向右,也向左.故C错误.
  D、由上小车r 加速度gtanα>gtanθ.故D错误.
故选A
点评:绳子的模型与轻杆的模型不同:绳子的拉力一定沿绳子方向,而轻杆的弹力不一定沿轻杆方向,与物体的运动状态有关,可根据牛顿定律确定.
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