Question

16．一小车在水平面上做匀速直线运动，小车内有一用细线悬挂的物块，物块的质量为2kg，细线的长度为1m，小车的速度大小为10m/s，重力加速度g取10m/s²，求：
（1）此时细线的拉力大小．
（2）小车突然停住的瞬间，细线的拉力大小．

Answer 1

分析 当小车匀速直线运动时，绳子的拉力等于物块的重力，当小车突然停止，物块将绕悬点做圆周运动，根据牛顿第二定律求出绳子的拉力．

解答 解：（1）当小车做匀速直线运动时，物块处于平衡状态，则拉力为：F=mg=20N．
（2）当小车突然停止，物块做圆周运动，根据牛顿第二定律得：F-mg=m$\frac{{v}^{2}}{L}$，
解得：F=$mg+m\frac{{v}^{2}}{L}$=20+2×$\frac{100}{1}$N=220N．
答：（1）此时细线的拉力大小为20N．
（2）小车突然停住的瞬间，细线的拉力大小为220N．

点评 解决本题的关键知道小车突然停止后，物块做圆周运动，知道物块圆周运动向心力的来源，结合牛顿第二定律进行求解．