高中 物理问题 高分求助

作者&投稿:素史 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
1、小车静止,小球受力平衡。由于小球只受到重力和杆的作用力F,所以F与重力等大反向。即F竖直向上,大小为mg。
2、小车向右以a的加速度加速,竖直方向平衡。同样小球只受到重力和杆的作用力F,而重力竖直向下,水平方向没有分量,所以F一定有一个水平方向的分力来提供小球的加速度,F还有一个竖直方向的分力来平衡重力。即杆的作用力斜向右上方。
设杆的作用力F与水平面个成角度为α,则
水平方向:Fcosα=ma
竖直方向:Fsinα=mg
解得:α=arctan(g/a),F=根号下[(mg)^2+(ma)^2]
即F大小为:根号下[(mg)^2+(ma)^2],方向斜向右上方,与水平面成角为arctan(g/a)。
3、与2问基本相同,只是将a=gtanθ带入2问中水平方向的方程即可。
水平方向:Fcosα=mgtanθ
竖直方向:Fsinα=mg
解得:α=θ,F=根号下[(mg)^2+(mgtanθ)^2]=mg/cosθ
即F大小为:mg/cosθ,方向斜向右上方,与水平面成角为θ(即沿杆方向)。

这里斜杆与竖直杆夹角为θ是用来迷惑人的。杆与绳子不同,绳子的拉力必须沿绳子,而杆的力可以不沿杆方向,具体是什么方向由物体运动状态说了算。

1.小车静止时
对小球受力分析:受竖直向下的重力和杆的力F。
由于受力平衡
,所以F必然是竖直向上的,大小等于mg

2.小车以加速度a水平向右
对小球受力分析:受竖直向下的重力和杆的力F。
他们的合力是水平向右的,合力的大小为ma
所以画图,根据几何关系得:
F=√(ma)²+(mg)²(勾股定理)
方向与水平方向成德角度是:arctan(g/a)

3.小车以加速度a=gtan(theta)水平向右运动时
受力分析:受竖直向下的重力和杆的力F
合力的大小为mgtanθ,说明杆的力正好是沿着斜杆的方向的。则:

F=mg/cosθ

方向正好沿斜杆的方向。

(1)小车处于平衡状态,小车受重力和杆对它的力,二力平衡,所以F大小为mg,方向向上。
(2)小球受到的合力为水平向右,大小为ma,所以F为根号下(mg)^2+(ma)^2,设与竖直方向夹角为t,且tant=a/g

(3)小球受水平方向的合力为mgtanθ,F=根号下(mg)^2+(mgtanθ)^2,方向与竖直方向夹角为θ

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