题目内容
(2011?龙岩模拟)如图所示,公共汽车沿水平面向右做匀变速直线运动,小球A用细线悬挂车顶上,质量为m的一位中学生手握扶杆始终相对于汽车静止地站在车箱底板上.学生鞋底与公共汽车间的动摩擦因数为μ.若某时刻观察到细线偏离竖直方向θ角,则此刻公共汽车对学生产生的作用力的大小和方向为( )
分析:由题意,中学生与球都相对于车静止,它们的加速度与车的加速度相同.首先选择球研究,根据牛顿第二定律求出加速度,人的加速度就知道了.再对人分析受力,作出力图,应用牛顿第二定律,求出汽车对学生产生的作用力的大小和方向.
解答:解:以小球为研究对象,根据牛顿第二定律,得
m球gtanθ=m球a
得到a=gtanθ
以人为研究对象,人与球的加速度相同,均水平向左
作出人的受力图,如图,设汽车对学生的作用力与竖直方向的夹角为α
根据牛顿第二定律,得
mgtanα=ma,F=
将a=gtanθ代入,得
α=θ,F=
,方向斜向左上方.
故ACD错误,B正确
故选B.
m球gtanθ=m球a
得到a=gtanθ
以人为研究对象,人与球的加速度相同,均水平向左
作出人的受力图,如图,设汽车对学生的作用力与竖直方向的夹角为α
根据牛顿第二定律,得
mgtanα=ma,F=
mg |
cosα |
将a=gtanθ代入,得
α=θ,F=
mg |
cosθ |
故ACD错误,B正确
故选B.
点评:本题关键在于研究对象的选择,要抓住小球与学生均相对于车静止,加速度相同的特点,也就是分析挖掘题目隐含的条件,常常是解决物理问题的关键.
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