3. 如图所示,一质量为m的小球用轻绳悬挂在小车顶部,小车向左以加速度a做匀加速直线运动时,求轻绳对小球的作用力的大小和方向。
4. 若将上题中的轻绳换成固定的轻杆,当小车向左以加速度a做匀加速直线运动时,求杆对球的作用力的大小及方向。
5. 如图6所示,小球在细线OB和水平细线AB的作用下而处于静止状态,则在剪断水平细线的瞬间,小球的加速度多大?方向如何?
6. 如图9所示,一轻质弹簧和一根细线共同提住一个质量为m的小球,平衡时细线是水平的,弹簧与竖直方向的夹角是
,若突然剪断细线,则在剪断的瞬间,弹簧拉力的大小是__________,小球加速度与竖直方向夹角等于_________。
精品练习答案:
1.解析:小车静止或匀速直线运动时,小球也处于静止或匀速直线运动状态。由平衡条
件可知,绳子对小球的弹力为,方向是沿着绳子向上。
若将轻绳换成轻弹簧,其结果是一样的。
2.解析:以小球为研究对象,可知小球受到杆对它一个的弹力和重力作用,由平衡条件可知小球受力如图所示。则可知杆对小球的弹力为
,方向与重力的方向相反即竖直向上。
注意:在这里杆对小球的作用力方向不是沿着杆的方向。
3.解析:以小球为研究对象进行受力分析,如图4所示。根据小球做匀加速直线运动可
得在竖直方向 在水平方向 解之得 轻绳对小球的作用力大小随着加速度的增大而增大,它的方向沿着绳子,与竖直方向的
夹角为。
4.解析:如图,小球受到重力和杆对它的弹力F作用而随小车一起向左做匀加速直线运动。
在竖直方向 在水平方向 解之得。
由解答可知,轻杆对小球的作用力大小随着加速度的增大而增大,它的方向不一定沿着杆的方向,而是随着加速度大小的变化而变化。只有
时,F才沿着杆的方向。
5.解析:在没有剪断之前对小球进行受力如图所示,由平衡
条件可得,。
当剪断水平细线AB时,此时小球由于细线OB的限制,在沿OB方向上,小球不可能运动,故小球只能沿着与OB垂直的方向运动,也就是说小球所受到的重力,此时的作用效
果是拉绳和沿垂直绳的方向做加速运动,其受力如图所示。由图可知,则可得方向垂直于OB向下。绳OB的拉力,则可知当剪断水平细线AB时,细线OB的拉力发生了突变。
6.解析:在细线未剪断前,由平衡条件可得
水平细线的拉力 弹簧的拉力 当剪断细线的瞬时,,而弹簧形变不能马上改变,故弹簧弹力F保持原
值。在图所示中,。所以在剪断细线的瞬时F和
mg的合力仍等于原的大小,方向水平向右。则可