Question

3．在车的顶部，另一端固定一个质量为m的小球，杆与竖直方向的夹角为θ．杆对球的弹力方向（　　）

• A． 不可能竖直向上
• B． 不可能斜向左上方
• C． 可能斜向右上方，但不一定沿杆的方向
• D． 一定沿杆且与竖直方向的夹角为θ

Answer 1

分析 杆的弹力不一定沿杆子方向，要结合小球的运动状态对球进行受力分析，分析时抓住小球所受合外力的方向与加速度的方向一致，从而确定杆对小球的弹力方向．

解答 解：A、若小球静止或匀速直线运动时，小球受到重力和杆的弹力，二力平衡，故杆对球的弹力方向竖直向上；故A错误．
B、若小车向左做匀加速运动或向右做匀减速运动时，小球的加速度水平向左，合外力就水平向左，由平行四边形定则知，杆对球的弹力方向斜向左上方．故B错误．
C、若小车向右做匀加速运动或向左做匀减速运动时，小球的加速度水平向右，合外力就水平向左，由平行四边形定则知，杆对球的弹力方向斜向右上方，但不一定沿杆的方向，这与小球的加速度有关，只有当a=gtanθ（由tanθ=$\frac{ma}{mg}$=$\frac{a}{g}$得到）时杆对球的弹力才沿杆的方向．故C正确．
D、只有当a=gtanθ时，杆对球的弹力方向沿杆且与竖直方向的夹角才为θ，若a≠gtanθ时，则杆对球的弹力方向不沿杆且与竖直方向的夹角为θ，故D错误．
故选：C

点评 本题要注意轻杆与轻绳的模型不同，绳子对物体只有拉力，一定沿绳子方向，而杆子对物体的弹力不一定沿杆子方向，要根据状态，由牛顿运动定律分析确定．