Question

質量為10³kg的車中用細線懸掛一個質量較小的球，車在水平拉力作用下在水平公路上作直線運動，此時懸線向右偏且與豎直方向成45°角，當撤去拉力后懸線向左偏且與豎直方向成45°角，求拉力的大小和方向．（g=10m/s²）

Answer 1

分析：先研究懸線向右偏的情況，對小球分析受力，根據牛頓第二定律求出加速度，再對小車進行列式，得到拉力、滑動摩擦力與加速度的關系；再研究懸線向左偏的情況，對小球分析受力，根據牛頓第二定律求出加速度，再對小車進行列式，求出滑動摩擦力，聯(lián)立即可求得拉力的大小和方向．

解答：解：對小球，分析受力如圖，mgtan45°=ma₁得 a₁=g
對小車  F-f=Ma₁
同理可知，當懸線向左偏45°時，分析小球，有a₂=g
分析小車有f=Ma₂=Mg
解得F=2Mg=2×10⁴N，方向向左
答：拉力的大小為2×10⁴N，方向向左．

點評：本題運用牛頓第二定律時，采用隔離法和整體法進行分析研究，要抓住小車所受的滑動摩擦力不變．