Question

車(chē)廂中用細(xì)繩將質(zhì)量m的球掛在車(chē)廂的光滑側(cè)壁上，細(xì)繩與豎直側(cè)壁成α角（已知tanα=0.5），如圖所示，車(chē)廂在平直軌道上向左行駛．當(dāng)車(chē)廂以g/4的加速度向左加速行駛時(shí)，車(chē)廂側(cè)壁受到的壓力設(shè)為F（F是未知量）．求：
（1）當(dāng)車(chē)廂側(cè)壁受到的壓力等于4F，說(shuō)明車(chē)向左運(yùn)動(dòng)的情況是怎樣的？
（2）當(dāng)車(chē)廂以加速度向左加速行駛時(shí)，細(xì)繩的拉力多大？

Answer 1

解：（1）因?yàn)?img class='latex' src='http://thumb.zyjl.cn/pic5/latex/325246.png' />=mgtanα-F
所以F=
當(dāng)力變?yōu)?F時(shí)
加速度a=gtanα-g=-
即車(chē)做向左的勻減速運(yùn)動(dòng)，加速度大小為
（2）車(chē)廂支持力為0時(shí)的臨界加速度a₀=gtanα=＜，所以小球已經(jīng)離開(kāi)車(chē)壁．
繩上拉力T=m=
答：（1）當(dāng)車(chē)廂側(cè)壁受到的壓力等于4F，車(chē)做向左的勻減速運(yùn)動(dòng)，加速度大小為；
（2）當(dāng)車(chē)廂以加速度向左加速行駛時(shí)，細(xì)繩的拉力為．
分析：（1）先根據(jù)車(chē)廂以的加速度向左加速行駛時(shí)，車(chē)廂側(cè)壁受到的壓力設(shè)為F（F是未知量）求出F與mg的關(guān)系，再根據(jù)牛頓第二定律即可求解；
（2）先求出F=0時(shí)的加速度，比較此加速度與的關(guān)系判斷球有沒(méi)有離開(kāi)車(chē)廂側(cè)壁，再根據(jù)牛頓第二定律即可求解．
點(diǎn)評(píng)：本題只要考查了牛頓第二定律得直接應(yīng)用，對(duì)同學(xué)們受力分析的能力要求較高，難度適中．