Question

如圖所示，固定在小車上的支架的斜桿與豎直桿的夾角為θ，在斜桿下端固定有質量為m的小球，
（1）求小車靜止時，桿對小球的作用力
（2）小車向左以加速度a加速運動時，桿對小球的作用力．

Answer 1

分析：（1）小球處于靜止狀態，合力為零，受力分析后根據平衡條件列式求解；
（2）先對小球受力分析，然后根據牛頓第二定律列求解．

解答：解：（1）對小球受力分析，受重力和桿的彈力；
由于小球保持靜止狀態，合力為零，故彈力向上，大小等于mg；
（2）對小球受力分析，受重力和桿的彈力F，如圖；
小球向左做加速運動，根據牛頓第二定律，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，與豎直方向的夾角為：θ=arctan

F2

F1

=arctan

g

a

；
答：（1）求小車靜止時，桿對小球的作用力為mg，方向豎直向上；
（2）小車向左以加速度a加速運動時，桿對小球的作用力為

(ma)2+(mg)2

，方向與豎直方向的夾角為arctan

g

a

．

點評：本題關鍵是要明確桿的彈力與細線的彈力不同，桿的彈力可以與桿平行，也可以與桿不平行，可以是拉力，也可以是支持力．