Question

【題目】某研究性學(xué)習(xí)小組利用力傳感器研究小球與豎直擋板間的作用力，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，已知斜面傾角為370，光滑小球的質(zhì)量m=2kg，力傳感器固定在豎直擋板上。求：

（1）當(dāng)整個(gè)裝置靜止時(shí)，力傳感器的示數(shù)；

（2）當(dāng)整個(gè)裝置向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，力傳感器示數(shù)為25N，此時(shí)裝置的加速度大小；

（3）某次整個(gè)裝置在水平方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，力傳感器示數(shù)恰好為0N，此時(shí)整個(gè)裝置的運(yùn)動(dòng)方向如何？加速度為多大。

Answer 1

【答案】（1） F=15N （2） a=5m/s2 （3）a=7.5m/s2

【解析】

（1） 以小球?yàn)檠芯繉?duì)象，設(shè)小球與力傳感器間的作用力大小為F，小球與斜面之間的彈力大小為FN： 由幾何關(guān)系可得 F=mgtan370

解得： F=15N

（2）對(duì)小球：豎直方向：FNcos370=mg

水平方向：F-FNsin370=ma

解得：a=5m/s2

（3）水平向左運(yùn)動(dòng)，要使力傳感器示數(shù)為0，則有：
FNcos37°=mg；
FNsin37°=ma；

則

解得：a=7.5m/s2