Question

一道高一物理题,速求解答

小车车厢的内壁挂着一个光滑的小球，球的质量为20千克，悬绳与车厢壁的夹角为37度<g取10>
1)当小车以4m/s的加速度沿水平方向向左运动时，绳子对小球的拉力与小球对箱壁的压力各是多少？
（2）要使小球对箱壁的压力为零，小球的加速度至少要多少
是物理红对钩45分钟上（高一上学期考前训练卷最后一题）

Answer 1

（1）、绳子对小球的拉力为T=250N，小球对箱壁的压力为F=70N。
（2）、要使小球对箱壁的压力为零，小球的加速度至少为a0=7.5m/s2。

解析：这是一个连接体并临界状态问题。
已知小车车厢的内壁挂着一个光滑的小球，球的质量为M=20千克，悬绳与车厢壁的夹角为θ=37°，由题意情况来看，小球悬挂在车厢的左侧。<g=10m/s2>

首先应判断小球与车箱弹力F=0时的加速度a0[此为小球离开车厢内壁的临界状态]。
当小球与车箱弹力F=0时，小球只受两个力作用，即竖直向下的重力G=Mg和悬绳的弹力T，合力在水平方向，加速度a0也在水平方向，作受力分析图并利用平行四边形合成力，可知：
Mgtan37°=Ma0
所以：
a0=gtan37°
=10×0.75m/s2
=7.5m/s2

（1）当小车以a1=4m/s的加速度沿水平方向向左运动时，由于a1＜a0，小球不会离开内壁。
小球悬挂在车厢的左侧，对小球受力分析有竖直向下的重力G，悬绳的拉力T和车内壁对小球水平向右的弹力F。三力合力水平向左，作受力分析图并利用正交分解法知：
Tcos37°=Mg；
Tsin37°-F=Ma1；
由以上两式代值得：
T=250N，F=70N

（2）要使小球对箱壁的压力为零，小球的加速度由临界状态分析可知为a0=7.5m/s2

[补充说明：
第一问中若小球悬挂在车厢的右侧，对小球受力分析有竖直向下的重力G，悬绳的拉力T'和车内壁对小球水平向左的弹力F'。三力合力水平向左，作受力分析图并利用正交分解法知：
T'cos37°=Mg；
F'-T'sin37°=Ma1；
由以上两式代值得：
T'=250N，F'=230N
当然由题意来看这是不会的]