Question

如图所示，小车上有一根固定的水平横杆，横杆左端固定的轻杆与竖直方向成θ角，轻杆下端连接一小铁球；横杆右端用一根细线悬挂一小铁球，当小车做匀变速直线运动时，细线保持与竖直方向成α角，若θ＜α，则下列说法中正确的是（　　）

A．轻杆对小球的弹力方向沿着轻杆方向向上

B．轻杆对小球的弹力方向与细线平行向上

C．小车一定以加速度gtanα向右做匀加速运动

D．小车一定以加速度gtanθ向右做匀加速运动

Answer 1

分析：先对细线吊的小球分析进行受力，根据牛顿第二定律求出加速度．再对轻杆固定的小球应用牛顿第二定律研究，得出轻杆对球的作用力方向．加速度方向求出，但速度可能有两种，运动方向有两种．

解答：解：A、对细线吊的小球研究
根据牛顿第二定律，得
mgtanα=ma，得到a=gtanα
对轻杆固定的小球研究．设轻杆对小球的弹力方向与竖直方向夹角为β
由牛顿第二定律，得
m′gtanβ=m′a′
因为a=a′，得到β=α＞θ 则轻杆对小球的弹力方向与细线平行，故A错误，B正确．
C、小车的加速度a=tanα，方向向右，而运动方向可能向右，也可能向左．故C错误．D错误．
故选B．

点评：绳子的模型与轻杆的模型不同：绳子的拉力一定沿绳子方向，而轻杆的弹力不一定沿轻杆方向，与物体的运动状态有关，可根据牛顿定律确定．