Question

20．如圖所示，小車上固定一彎折硬桿ABC，C端固定一質(zhì)量為m的小球，已知a角恒定．當(dāng)小車以加速度a水平向左做勻加速直線運(yùn)動時，BC桿對小球的作用力大小和方向．

Answer 1

分析 小球與小車具有相同的加速度，受重力和桿子的作用力，根據(jù)合力的方向確定桿子作用的力的方向．

解答 解：小球受到的合力為F=ma
由受力分析可知桿對小球的作用力為：${F}_{桿}=\sqrt{（ma）^{2}+（mg）^{2}}$
設(shè)桿的方向與水平方向的夾角為θ，則$tanθ=\frac{mg}{ma}=\frac{g}{a}$，則$θ=arctan\frac{g}{a}$．
答：BC桿對小球的作用力大小為$\sqrt{{（ma）}^{2}+{（mg）}^{2}}$，方向與水平方向成$arctan\frac{g}{a}$斜向左上．

點評 本題中輕桿與輕繩的模型不同，繩子對物體只有拉力，一定沿繩子方向，而桿子對物體的彈力不一定沿桿子方向，要根據(jù)狀態(tài)，由牛頓定律分析確定．