Question

【題目】某研究性學(xué)習(xí)小組利用力傳感器研究小球與豎直擋板間的作用力，實驗裝置如圖所示，已知斜面傾角為α＝45°，光滑小球的質(zhì)量m＝3 kg，力傳感器固定在豎直擋板上．求：

（1）當(dāng)整個裝置靜止時，力傳感器的示數(shù)；

（2）當(dāng)整個裝置水平向右做勻加速直線運動時，力傳感器示數(shù)為36 N，此時裝置的加速度大��；

（3）某次整個裝置在水平方向做勻加速直線運動時，力傳感器示數(shù)恰好為0，此時整個裝置的運動方向，加速度的大�。�

Answer 1

【答案】（1）30 N　（2）2 m/s2　 （3）向左運動　10 m/s2

【解析】

(1)以小球為研究對象，設(shè)小球與力傳感器間的作用力大小為F，小球與斜面間的作用力大小為FN，如圖所示，

由幾何關(guān)系可知

F＝mgtanα＝3×10×1N＝30N

(2)對小球進行受力分析可得：豎直方向

FNcos45°＝mg，

水平方向

F－FNsin45°＝ma，

解得：a＝2m/s2．

(3)要使力傳感器示數(shù)為0，則有：

FN′cos45°＝mg

FN′sin45°＝ma′

解得：a′＝10m/s2，加速度方向向左

故裝置應(yīng)向左運動．