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15.如图所示,沿水平方向做匀加速直线运动的车厢中,悬挂小球的悬线偏离竖直方向37°,球和车厢相对静止,球的质量为1kg(g取10m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8).求:
(1)车厢运动的加速度;
(2)悬线对球的拉力.

分析 (1)对小球受力分析,根据牛顿第二定律即可求得整体的加速度;
(2)根据受力分析,竖直方向上绳子拉力的分力与重力相等,利用几何关系即可求得悬线上的拉力.

解答 解:(1)应以球为研究对象,球受两个力作用:重力mg和线的拉力F,如图所示;
根据牛顿第二定律有:mgtan  37°=ma,
代入数据解得:a=7.5m/s2
即车厢的加速度大小为7.5m/s2,方向为水平向右.
(2)由几何关系可知,悬线对球的拉力为:F=$\frac{mg}{cos37°}$=1.25mg=1.25×10=12.5N,方向沿线方向向上.
答:(1)车厢运动的加速度7.5m/s2 水平向右
(2)悬线对球的拉力12.5N,方向沿线向上.

点评 本题主要考查了牛顿第二定律及力的合成与分解原则,要注意正确小球的受力情况,根据牛顿第二定律可求得整体的加速度.

练习册系列答案
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A.B点固定的电荷QB一定为负电荷
B.B点固定的电荷QB一定为正电荷
C.QA和QB所产生的电场,在环上各点的电场强度都相同
D.QA和QB所产生的电场,在环上各点的电势都相等

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3.如图所示,水龙头开口处A的直径d1=2cm,A离地面B的高度h=80cm,当水龙头打开时,从A处流出的水流速度v1=1m/s,在空中形成一完整的水流束.求该水流束在地面B处的截面直径d2.以下是某同学对该题的解题思路(如下附文所示),请判断该同学的解题思路正确与否.若你认为该同学的解题思路正确,请算出直径d2.若你认为该同学的解题思路有错,请指出错误之处并分析错误原因.
附:某同学的题解:
从水龙头A处流出的水是做初速为v1、加速度为g的直线运动.设水到达地面所需时间为t,则满足方程
h=v1t+$\frac{1}{2}$gt2                    (1)
在时间t内,从水龙头A处流出的水的体积VA=$\frac{1}{4}$πv1td12.该水的体积同时也为AB空间区域中水的体积.可以这样计算水的体积:设B处水截面直径为d2,则水流束平均截面积$\overline{S}$=$\frac{1}{2}$($\frac{1}{4}$πd12+$\frac{1}{4}$πd22),故AB空间区域中水的体积VAB=$\overline{S}$h=$\frac{πh}{8}$(πd12+πd22).因为水的体积VA=VAB,即
$\frac{1}{4}$πv1td12=$\frac{πh}{8}$(πd12+πd22)              (2)
(1)(2)方程组中,t、d2为未知量,故方程组有解.将已知数据代入可求得具体的d2值.经物理合理性讨论,从而最后确定合适的d2值.

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10.以下陈述正确的是(  )
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7.如图所示,电阻R和线圈自感系数L的值都较大,电感线圈的电阻不计,A、B是两只完全相同的灯泡,当开关S闭合时,电路可能出现的情况是(  )
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5.关于曲线运动,下列说法中正确的是(  )
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