Question

【题目】某研究性学习小组利用力传感器研究小球与竖直挡板间的作用力，实验装置如图所示，已知斜面倾角为370，光滑小球的质量m=2kg，力传感器固定在竖直挡板上。求：

（1）当整个装置静止时，力传感器的示数；

（2）当整个装置向右做匀加速直线运动时，力传感器示数为25N，此时装置的加速度大小；

（3）某次整个装置在水平方向做匀加速直线运动时，力传感器示数恰好为0N，此时整个装置的运动方向如何？加速度为多大。

Answer 1

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

【解析】

（1） 以小球为研究对象，设小球与力传感器间的作用力大小为F，小球与斜面之间的弹力大小为FN： 由几何关系可得 F=mgtan370

解得： F=15N

（2）对小球：竖直方向：FNcos370=mg

水平方向：F-FNsin370=ma

解得：a=5m/s2

（3）水平向左运动，要使力传感器示数为0，则有：
FNcos37°=mg；
FNsin37°=ma；

则

解得：a=7.5m/s2