Question

【题目】车厢中用细绳将质量m的球挂在车厢的光滑侧壁上，细绳与竖直侧壁成角（已知tan=0.5），如图所示，车厢在平直轨道上向左行驶。当车厢以g/4的加速度向左加速行驶时，车厢侧壁受到的压力设为F（F是未知量）。求：

（1）当车厢侧壁受到的压力等于4F，说明车向左运动的情况是怎样的？

（2）当车厢以3g/4加速度向左加速行驶时，细绳的拉力多大？

Answer 1

【答案】（1）g/2 （2）5mg/4

【解析】试题分析：先根据车厢以的加速度向左加速行驶时，车厢侧壁受到的压力设为F求出F与mg的关系，再根据牛顿第二定律即可求解；先求出F=0时的临界加速度，比较与的关系判断球有没有离开车厢侧壁，再根据牛顿第二定律即可求解。

（1）车厢以的加速度向左加速行驶时，车厢侧壁受到的压力设为F

由牛顿第二定律得： 所以

当力变为4F时 ，由牛顿第二定律得：

解得加速度：

即车做向左的匀减速运动，加速度大小为

(2)临界加速度：，所以小球已经离开车壁

绳上拉力：