题目内容
质量为103kg的车中用细线悬挂一个质量较小的球,车在水平拉力作用下在水平公路上作直线运动,此时悬线向右偏且与竖直方向成45°角,当撤去拉力后悬线向左偏且与竖直方向成45°角,求拉力的大小和方向.(g=10m/s2)
分析:先研究悬线向右偏的情况,对小球分析受力,根据牛顿第二定律求出加速度,再对小车进行列式,得到拉力、滑动摩擦力与加速度的关系;再研究悬线向左偏的情况,对小球分析受力,根据牛顿第二定律求出加速度,再对小车进行列式,求出滑动摩擦力,联立即可求得拉力的大小和方向.
解答:
解:对小球,分析受力如图,mgtan45°=ma1得 a1=g
对小车 F-f=Ma1
同理可知,当悬线向左偏45°时,分析小球,有a2=g
分析小车有f=Ma2=Mg
解得F=2Mg=2×104N,方向向左
答:拉力的大小为2×104N,方向向左.
对小车 F-f=Ma1
同理可知,当悬线向左偏45°时,分析小球,有a2=g
分析小车有f=Ma2=Mg
解得F=2Mg=2×104N,方向向左
答:拉力的大小为2×104N,方向向左.
点评:本题运用牛顿第二定律时,采用隔离法和整体法进行分析研究,要抓住小车所受的滑动摩擦力不变.
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