Question

如图在小车的倾角为30⁰的光滑斜面上，用劲度系数k=500N/m的弹簧连接一质量为m=1kg的物体。
(1) 当小车以的加速度运动时，m与斜面保持相对静止，求弹簧伸长的长度。
(2) 若使物体m对斜面无压力，小车加速度至少多大？
(3) 若使弹簧保持原长，小车加速度大小、方向如何？

Answer 1

（1） （2）（3）,方向水平向左 

试题分析：（1）对小滑块受力分析，受重力、支持力和拉力，如图

加速度水平向右，故合力水平向右，将各个力和加速度都沿斜面方向和垂直斜面方向正交分解，由牛顿第二定律，得到


解得
根据胡克定律，有

代入数据得到
x=0.013m
（2）小滑块对斜面体没有压力，则斜面体对小滑块也没有支持力，小滑块受到重力和拉力，物体的加速度水平向右，故合力水平向右，运用平行四边形定则，如图

由几何关系得到

根据牛顿第二定律，得到

（3）弹簧保持原长，弹力为零，小滑块受到重力和支持力，物体沿水平方向运动，合力水平向左，加速度水平向左，运用平行四边形定则，如图

根据几何关系，有

根据牛顿第二定律，有

故
即小车加速度大小为、方向水平向左
点评：本题关键对小滑块的各种情况，进行正确的受力分析后，根据牛顿第二定律，运用正交分解法或合成法列式求解。