Question

14． 為了測量汽車行駛的加速度，可取一長方形木板，畫上橫坐標，O為坐標原點，在坐標軸上均勻畫上相同的刻度線，將O點右側第5條刻度線標度為1，左側第5條刻度線標度為-1．在O點上方第5條刻度線處釘一小釘，用紅色細線栓一重物掛在釘子上，把細線作為指針，畫上向左的箭頭表示進方向，這樣就做成一個簡單的加速度測量計．
將此測量計保持在豎直平面內，底邊水平放在沿平直公路上行進的車中固定好，其中箭頭指向與此車的行進方向一致，已知重力加速度為g，
（1）當細線穩(wěn)定在O點右側第2條刻度線處，表示車的加速度為0.4g，車正在做加速運動．
（2）當細線穩(wěn)定在O點，表示車做勻速運動．
（3）此裝置能不能用來測量電梯在豎直方向上的加速度不能（選填“能”或“不能”）．

Answer 1

分析 （1）由幾何關系得出繩子與豎直方向之間的夾角大小，結合對小球的受力分析即可求出小球的加速度；車 的加速度與小球的加速度相同；
（2）當細線穩(wěn)定在O點，由受力分析得出小球的加速度，進而得出車的加速度；
（3）結合測量的原理分析能不能用來測量電梯在豎直方向上的加速度即可．

解答 解：（1）當細線穩(wěn)定在O點右側第2條刻度線處，細繩與豎直方向之間的夾角為θ，則：$tanθ=\frac{{x}_{水平}}{{y}_{豎直}}=\frac{2}{5}$
此時小球只受到重力和細繩的拉力，合力的方向沿水平方向，由平行四邊形定則可得：
ma=mgtanθ
所以：a=gtanθ=0.4g
小球受到的合力的方向向右，則加速度的方向向右，與車運動的方向相同，由于車的加速度和小球的加速度是相等的，所以車正在做 加速運動．
（2）當細線穩(wěn)定在O點，小球只受到重力和細線的拉力，合力為0，所以小球處于平衡狀態(tài)，則車也處于平衡狀態(tài)，所以車向右做勻速直線運動．
（3）當把該裝置放入豎直方向運動的電梯中時，小球只受到豎直方向的重力和細線的拉力，合力的方向一定在豎直方向上，所以不能通過偏轉反應電梯的加速度．
故答案為：（1）0.4g，加速；（2）勻速運動；（3）不能

點評 該題屬于生活與物理學聯(lián)系 題目，解答的關鍵是搞清楚考查點是牛頓第二定律的應用，通過對小球的受力分析即可正確解答．