Question

15．如图所示，小车做直线运动，稳定时悬挂在小车顶棚上的小球偏离竖直方向θ角，小球质量为m，重力加速度为g．
（1）分析小车可能的运动情况；
（2）求悬线上的拉力大小．

Answer 1

分析 （1）小球和小车具有相同的加速度，隔离对小球分析，得出小球的加速度方向，从而得出小车的运动规律．
（2）小球的合力水平向右，由合成法求解悬线上的拉力大小．

解答 解：（1）以小球为研究对象，其受力如图所示，由牛顿第二定律得：
  mgtanθ=ma，
解得小球的加速度为：a=gtanθ，方向水平向右，
小车与小球的加速度相同，也水平向右，因此小车可能向右做匀加速运动，或向左做匀减速运动．
（2）悬线上的拉力大小 F=$\frac{mg}{cosθ}$
答：
（1）小车可能向右做匀加速运动，或向左做匀减速运动．
（2）悬线上的拉力大小F为$\frac{mg}{cosθ}$．

点评 对于多个物体的受力分析通常采用的方法是整体法和隔离法，知道小球和小车具有相同的加速度．本题采用合成法研究小球的加速度．