Question

7．置于水平面上的小车上，有一弯折成角度θ的细杆，如图所示其另一端固定了一个质量为m的小球．当小车以加速度a向左加速前进时，小球对细杆的作力多大？方向如何？

Answer 1

分析 小球与小车具有相同的加速度，受重力和杆子的作用力，根据合力的方向确定杆子作用的力的方向．

解答 解：以小球为研究对象，对小球受力分析，如图所示

设F与竖直方向的夹角为α，
竖直方向：Fcosα=mg   ①
水平方向：Fsinα=ma    ②
联立①②得：$F=m\sqrt{{g}_{\;}^{2}+{a}_{\;}^{2}}$
$tanα=\frac{a}{g}$
答：小球对细杆的作力为$m\sqrt{{g}_{\;}^{2}+{a}_{\;}^{2}}$，方向与竖直方向夹角的正切值为$\frac{a}{g}$

点评 解决本题的关键知道小球与小车具有相同的加速度，杆子对球的弹力不一定沿杆，随着加速度的变化而变化．