Question

18．如图所示，行车通过长为5米的吊臂，吊着质量为1吨的钢材，以v=2m/s速度沿水平方向匀速行驶，行车突然停车，问：
（1）行车突然停车前，吊钩受到的拉力多大？
（2）行车突然停车后，钢材做什么运动？
（3）行车突然停车的瞬间，吊钩受到的拉力多大？（g取10m/s²）

Answer 1

分析 （1）行车匀速前进时，钢材做匀速直线运动，受力平衡，吊钩受到的拉力等于钢材的重力；
（2）（3）行车突然停车的瞬间，刚才由于惯性，绕行车做圆周运动，在最低点时，重力和拉力的合力提供向心力．

解答 解：（1）由二力平衡条件知：F=mg=10⁴N
即行车在行驶过程中，吊钩受到的拉力F等于10⁴N．
（2）（3）由题意知，行车突然停车的瞬间，钢材开始做圆周运动，其所受合力提供向心力，
即：F′-mg=m$\frac{{v}^{2}}{L}$
故F′=m（g+$\frac{{v}^{2}}{L}$）=1.08×10⁴N
答：（1）行车突然停车前，吊钩受到的拉力为10⁴N；
（2）行车突然停车后，钢材做圆周运动；
（3）行车突然停车的瞬间，吊钩受到的拉力为1.08×10⁴N．

点评 本题关键要建立运动模型，分析求出钢材的运动情况，然后根据平衡条件或牛顿第二定律列式求解；注意行车停止后做圆周运动的向心力是重力和拉力的合力提供．