Question

在車廂頂上吊有一單擺,擺長為L,如圖甲所示,當(dāng)小車向左運動時,懸線偏離豎直方向的左邊一個恒定的角度,使這個單擺擺動,擺動的平面與小車的前進(jìn)方向在同一平面內(nèi),測得振動周期為T.求放在該車廂地板上質(zhì)量為M的物體在相對車廂靜止時受到的摩擦力的大小和方向.

Answer 1

f=Ma=M  方向向右

解析：懸線偏離豎直方向左側(cè),意味著小車具有一向右的加速度,設(shè)車的加速度為a,球與小車相對靜止時偏角為θ,繩拉力為T′,則由牛頓第二定律知

T′sinθ=ma,

T′cosθ=mg

即T′=m

小球擺動時以題圖乙所示位置為平衡位置,其等效重力加速度

g′=,由T=2π,得g′=,解得a=,方向向右.

對M運用牛頓第二定律,則

f=Ma=M,方向向右.