Question

小车上有一根固定的水平横杆，横杆左端固定的斜杆与竖直方向成θ角，斜杆下端连接一质量为m的小铁球．横杆右端用一根细线悬挂一相同的小铁球，当小车在水平面上做直线运动时，细线保持与竖直方向成α角（α≠θ），设斜杆对小铁球的作用力为F，下列说法正确的是（ ）

A．F沿斜杆向上，F=
B．F沿斜杆向上，F=
C．F平行于细线向上，F=
D．F平行于细线向上，F=

Answer 1

【答案】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大小和方向．
解答：解：对右边的小铁球研究，受重力和细线的拉力，如图

根据牛顿第二定律，得：mgtanα=ma，得到a=gtanα…①
对左边的小铁球研究，受重力和细杆的弹力，如图，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′…②
…③
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，大小为；
故选D．
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．