如图所示在汽车中悬挂一个小球,已知小球的质量为20g. (1)当汽车的加速度为5m/s2时,求悬线对小球的拉力? (2)如果某段时间内悬线与竖直方向成30°角,则此时汽车的加速度为多少?
问题描述:
如图所示在汽车中悬挂一个小球,已知小球的质量为20g.
(1)当汽车的加速度为5m/s2时,求悬线对小球的拉力?
(2)如果某段时间内悬线与竖直方向成30°角,则此时汽车的加速度为多少?(g取10m/s2)
答
小球的随着汽车以加速度a=5.0m/s2做匀加速直线运动时,小球的合力为:
F合=ma=0.02×5.0=0.1N
小球受绳子的拉力T和小球的重力mg,如图,
绳子的拉力为:T=
=0.1
(mg)2+
F
2合
≈0.223N
5
角度的正切值为:tanθ=
=F合 mg
=0.5ma mg
得:θ=arctan0.5=26.6°
(2)、当悬线与竖直方向成30°角时,汽车的加速度 tanθ=
得a=gtan30°=5.77m/s2ma mg
答:(1)、悬线拉力T的大小为2.6N,悬线偏离竖直方向的角度为26.6°.(2)此时汽车的加速度为5.77m/s2