Question

如图所示，小车上固定着一根弯成α角的曲杆，杆的另一端固定一个质量为m的球．试判断下列情况下杆对球的弹力的大小和方向.①小车静止；_________________________________;②小车以加速度a水平向右运动．__________________________________________.

Answer 1

答案：
解析：

解析　(1)接触面间的弹力方向是一定垂直于接触面，但固定在杆上的物体所受的弹力其大小和方向都是可变的，其方向可能沿杆也可能不沿杆，故则需利用平衡条件或牛顿第二定律来计算．小车静止时，根据物体平衡条件知，杆对球产生的弹力方向竖直向上，且大小等于球的重力mg． 　　(2)选小球为研究对象．小车以加速度a向右运动时，小球所受重力和杆的弹力的合力一定水平向右，此时，弹力F的方向一定指向右上方，只有这样，才能保证小球在竖直方向上保持平衡，水平方向上具有向右的加速度．设小球所受弹力方向与竖直方向的夹角为θ(如图)，根据牛顿第二定律有Fsinθ＝ma，Fcosθ＝mg． 　　解得F＝，tanθ＝．