Question

（10分）如圖所示，質量為4kg的小球用輕質細繩拴著吊在行駛的汽車后壁上。細繩的延長線通過小球的球心O，且與豎直方向的夾角為θ=37?。g取10 m/s2 ，已知sin37?=0.6，cos37?=0.8，求：

（1）汽車勻速運動時，細線對小球的拉力和車后壁對小球的壓力；

（2）若要始終保持θ=37?，則汽車剎車時的加速度最大不能超過多少。

 

Answer 1

（1）細線的拉力為50N；車壁對小球的壓力為30N；（2）7.5m/s2。

【解析】

試題分析：（1）對小球受力分析如圖，將細線拉力T分解有：

（1分），

（1分）

由二力平衡可得：（1分）

（1分）

解得：細線拉力T=50N （1分）

車壁對小球的壓力N=mgtanθ=30N （1分）

（2）設汽車剎車時的最大加速度為a，此時車壁對小球彈力N=0， （1分）

由牛頓第二定律有 即 （2分）

解得：a=gtanθ=7.5m/s2 （1分）

即汽車剎車時的速度最大不能超過7.5m/s2。

考點：共點力作用下的平衡，牛頓第二定律，力的分解等。