(2013•黄浦区二模)小车上有一根固定的水平横杆,横杆左端固定的斜杆与竖直方向成θ角,斜杆下端连接一质量为m的小铁球.

(2013•黄浦区二模)小车上有一根固定的水平横杆,横杆左端固定的斜杆与竖直方向成θ角,斜杆下端连接一质量为m的小铁球.横杆右端用一根细线悬挂一相同的小铁球,当小车在水平面上做直线运动时,细线保持与竖直方向成α角(α≠θ),设斜杆对小铁球的作用力为F,下列说法正确的是(  )
A.F沿斜杆向上,F=[mg/cosθ]
B.F沿斜杆向上,F=[mg/cosα]
C.F平行于细线向上,F=[mg/cosθ]
D.F平行于细线向上,F=[mg/cosα]
zhouchangda 1年前 已收到1个回答 举报

zly_gd 幼苗

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解题思路: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.再对轻杆固定的小球应用牛顿第二定律研究,得出轻杆对球的作用力大小和方向.

对右边的小铁球研究,受重力和细线的拉力,如图

根据牛顿第二定律,得:
mgtanα=ma
得到:
a=gtanα …①
对左边的小铁球研究,受重力和细杆的弹力,如图,设轻杆对小球的弹力方向与竖直方向夹角为β

由牛顿第二定律,得:
m′gtanβ=m′a′…②
F′=
mg
cosβ …③
因为a=a′,得到β=α≠θ,则:
轻杆对小球的弹力方向与细线平行,大小为F′=
mg
cosβ=[mg/cosα];
故选:D.

点评:
本题考点: 牛顿第二定律.

考点点评: 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.

1年前

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