Question

如图所示，固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为θ，在斜杆下端固定有质量为m的小球，
（1）求小车静止时，杆对小球的作用力
（2）小车向左以加速度a加速运动时，杆对小球的作用力．

Answer 1

分析：（1）小球处于静止状态，合力为零，受力分析后根据平衡条件列式求解；
（2）先对小球受力分析，然后根据牛顿第二定律列求解．

解答：解：（1）对小球受力分析，受重力和杆的弹力；
由于小球保持静止状态，合力为零，故弹力向上，大小等于mg；
（2）对小球受力分析，受重力和杆的弹力F，如图；
小球向左做加速运动，根据牛顿第二定律，有：
F₁=ma
F₂-mg=0
故：F=

F 2 1 + F 2 2 =

(ma)2+(mg)2

，
方向斜向左上方，与竖直方向的夹角为：θ=arctan

F2

F1

=arctan

g

a

；
答：（1）求小车静止时，杆对小球的作用力为mg，方向竖直向上；
（2）小车向左以加速度a加速运动时，杆对小球的作用力为

(ma)2+(mg)2

，方向与竖直方向的夹角为arctan

g

a

．

点评：本题关键是要明确杆的弹力与细线的弹力不同，杆的弹力可以与杆平行，也可以与杆不平行，可以是拉力，也可以是支持力．