题目内容
如图所示,小车上有一支架ABC,其中杆AB与斜面垂直,杆BC与斜面平行,在BC的末端有一个质量为m的小球.小车由静止释放后沿倾角为α的光滑斜面下滑,则杆对小球的弹力( )
分析:由题意,杆与车相对静止,具有相同的加速度.根据牛顿第二定律,先用整体法求出加速度,再对小球研究得出杆对球的作用力的大小和方向.
解答:解:A、如果弹力F=mg,方向竖直向上,小球合力为0,则不符合题意.故A错误.
B、C、D,以整体为研究对象.根据牛顿第二定律,得
Mgsinα=Ma,得a=gsinα,方向沿斜面向下
以小球为研究对象,设杆对球的弹力方向与斜面垂直方向夹角为θ,大小为F
由牛顿第二定律,mgsinα-Fsinθ=ma
mgcosα=Fcosθ
将a=gsinα代入得,Fsinθ=0,而F≠0,则sinθ=0,θ=0°即弹力与斜面垂直向上.
且F=mgcosα 故B、D错误.
故选C.
B、C、D,以整体为研究对象.根据牛顿第二定律,得
Mgsinα=Ma,得a=gsinα,方向沿斜面向下
以小球为研究对象,设杆对球的弹力方向与斜面垂直方向夹角为θ,大小为F
由牛顿第二定律,mgsinα-Fsinθ=ma
mgcosα=Fcosθ
将a=gsinα代入得,Fsinθ=0,而F≠0,则sinθ=0,θ=0°即弹力与斜面垂直向上.
且F=mgcosα 故B、D错误.
故选C.
点评:本题属于连接体问题.对于连接体问题的处理,常常有两种方法:隔离法和整体法.解题时,要灵活选择研究对象.同时要注意杆子的弹力方向不一定沿杆子方向,要根据运动状态由牛顿定律分析确定.
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