[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.光滑小球的质量.力传感器固定在竖直挡板上.重力加速度...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42N.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� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

【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，光滑小球的质量，力传感器固定在竖直挡板上，重力加速度，，，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42N，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及加速度大小.

【答案】(1)30N (2) (3) 左加速或向右减速，

【解析】

(1)对小球受力分析，根据共点力的平衡条件可求得力传感器的示数；(2)分解支持力，分别对竖直方向和水平方向列式，由牛顿第二定律可求得加速度；(3)要使物体不受档板的弹力，则应由重力和斜面的支持力的合力充当水平方向的合外力；由牛顿第二定律可求得加速度.

(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：

由几何关系可得

解得：；

(2)对小球：竖直方向：

水平方向：

解得：

(3)要使力传感器示数为0，则有：重力和斜面的支持力充当合外力，则有：

；

解得：

此时系统应加速度向左，可能是向左加速或向右减速.

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