Question

5．如圖所示，在車廂頂上吊一個小球，質量為M，小球懸線與豎直方向夾角α，行車速度方向如圖所示，質量為m的物體相對車廂靜止，則
（1）懸線上的拉力是多少？
（2）物體與車廂間的摩擦力的大小和方向？

Answer 1

分析 （1）對小球進行受力分析，小球在豎直方向受力平衡，水平方向的產生加速度，得出小車的加速度；
（2）對m進行受力分析，根據牛頓第二定律即可求出m受到的摩擦力．

解答 解：（1）由題意知，重物、車廂和小球三者加速度相同，
對小球，由牛頓第二定律得：
豎直方向有：Tcosα-Mg=0，
水平方向有：Tsinα=Ma，
解得：T=$\frac{Mg}{cosα}$，a=gtanα，方向水平向右．
（2）對物體m，由牛頓第二定律得：f=ma=mgtanα，
因為車廂的加速度的方向向右，所以物塊m受到的摩擦力的方向向右．
答：（1）懸線上的拉力大小為$\frac{Mg}{cosα}$；
（2）物體與車廂間的摩擦力的大小為：mgtanα，方向：水平向右．

點評 分析清楚題意、應用牛頓第二定律可以解題，解決本題的關鍵知道球、物體與車廂具有相同的加速度，通過牛頓第二定律進行求解．