Question

质量为10³kg的车中用细线悬挂一个质量较小的球，车在水平拉力作用下在水平公路上作直线运动，此时悬线向右偏且与竖直方向成45°角，当撤去拉力后悬线向左偏且与竖直方向成45°角，求拉力的大小和方向．（g=10m/s²）

Answer 1

分析：先研究悬线向右偏的情况，对小球分析受力，根据牛顿第二定律求出加速度，再对小车进行列式，得到拉力、滑动摩擦力与加速度的关系；再研究悬线向左偏的情况，对小球分析受力，根据牛顿第二定律求出加速度，再对小车进行列式，求出滑动摩擦力，联立即可求得拉力的大小和方向．

解答：解：对小球，分析受力如图，mgtan45°=ma₁得 a₁=g
对小车  F-f=Ma₁
同理可知，当悬线向左偏45°时，分析小球，有a₂=g
分析小车有f=Ma₂=Mg
解得F=2Mg=2×10⁴N，方向向左
答：拉力的大小为2×10⁴N，方向向左．

点评：本题运用牛顿第二定律时，采用隔离法和整体法进行分析研究，要抓住小车所受的滑动摩擦力不变．