Question

如圖所示，小車向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a，bc是固定在小車上的水平橫桿，物塊M穿在桿上，M通過細(xì)線懸吊著小鐵球m，M、m均相對(duì)小車靜止，細(xì)線與豎直方向的夾角為θ，若小車的加速度逐漸增大到2a時(shí)，M、m仍與小車保持相對(duì)靜止，則（　　）

A．M到的摩擦力增加到原來的2倍

B．細(xì)線的拉力增加到原來的2倍

C．細(xì)線與豎直方向的夾角增加到原來的2倍

D．細(xì)線與豎直方向夾角的正切值增加到原來的2倍

Answer 1

分析：先對(duì)小球受力分析，根據(jù)牛頓第二定律列式分析；再對(duì)小球和滑塊整體受力分析，根據(jù)牛頓第二定律列式求解．

解答：解：對(duì)小球受力分析，受重力mg和細(xì)線的拉力T，如圖

根據(jù)牛頓第二定律，有
Tsinθ=ma     ①
Tcosθ-mg=0   ②
再對(duì)m和M整體受力分析，受總重力（M+m）g、支持力N、摩擦力f，如圖

根據(jù)牛頓第二定律，有
f=（M+m）a    ③
N-（M+m）g=0    ④
由①②③④解得：
tanθ=

a

g

，
若小車的加速度逐漸增大到2a，則θ的正切變?yōu)樵瓉淼?倍
N=（M+m）g
T=

m(g2+a2)

f=（M+m）a
θ的正切變?yōu)樵瓉淼?倍，但θ不是2倍；
由于T=

m(g2+a2)

，故T不是增加原來的2倍，
當(dāng)加速度變?yōu)?倍時(shí)，摩擦力f變?yōu)?倍，故AD正確，BC錯(cuò)誤；
故選AD．

點(diǎn)評(píng)：本題關(guān)鍵是先后對(duì)小球、滑塊與小球整體受力分析后根據(jù)牛頓第二定律列式求解．