题目内容

5.如图所示,一小车上面有一固定“T”支架,右边用轻绳悬挂一质量为m小球,左边用轻杆(杆固定在横梁上)固定一质量也为m小球,当小车向右运动时小球稳定在图中位置.以下说法正确的是(  )
A.小车向右做匀加速运动,加速度大小a=gtanβ,杆对小球作用力大于轻绳对小球的作用力
B.小车向右做匀加速运动,加速度大小a=gtanβ,杆对小球作用力等于轻绳对小球的作用力
C.小车向右做匀加速运动,加速度大小a=gtanα,杆对小球作用力大于轻绳对小球的作用力
D.小车向右做匀加速运动,加速度大小a=gtanα,杆对小球作用力等于轻绳对小球的作用力

分析 先对细线吊的小球分析进行受力,根据牛顿第二定律求出加速度.再对轻杆或轻绳根据几何关系求解对球的作用力的大小和方向.

解答 解:杆对小球的作用力方向不一定沿杆方向,而绳子对小球的作用力方向一定沿绳子方向,所以以竖直为研究对象进行受力分析如图所示,

根据牛顿第二定律可得加速度大小为:a=gtanβ,方向向右,所以小球向右加速运动;
无论是轻绳或轻杆,对小球的作用力大小为:F=$\sqrt{(ma)^{2}+(mg)^{2}}$,方向与竖直方向夹角为β斜向上,所以B正确、ACD错误;
故选:B.

点评 绳子的模型与轻杆的模型不同:绳子的拉力一定沿绳子方向,而轻杆的弹力不一定沿轻杆方向,与物体的运动状态有关,可根据牛顿定律确定.

练习册系列答案
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20.实验小组利用图1所示的装置探究加速度与力、质量的关系.计时器接50Hz交流电.

(1)下列做法正确的是ADE.(填字母代号)
A.调节滑轮的高度,使牵引木块的细绳与长木板保持平行
B.在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时,将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴在木块上
C.实验时,先放开木块再接通打点计时器的电源
D.通过增减木块上的砝码改变质量时,不需要重新调节木板倾斜度
E.使砝砝码桶及桶内砝码的总质量应远小于木块和木块上砝码的总质量.
(2)如图2所示为某次实验得到的纸带,纸带中相邻计数点间的距离已标出,相邻计数点间还有四个点没有画出.由此可求得小车的加速度大小为0.54m/s2.(结果保留两位有效数字)
(3)实验时,某同学由于疏忽,遗漏了平衡摩擦力这一步骤,他测量得到的a-F图象,可能是图3中的图线丙.(选填“甲”“乙”或“丙”)
(4)甲、乙两同学在同一实验室各取一套图示装置放在水平桌面上,木块上均不放砝码,在没有平衡摩擦力的情况下研究加速度a与拉力F的关系,分别得到图4中甲、乙两条直线.设甲、乙用的木块质量分别为m、m,甲、乙用的木块与木板间的动摩擦因数分别为μ、μ,由图可知,m小于m,μ大于μ.(填“大于”“小于”或“等于”)

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