问题标题:
【某研究性学习小组利用力传感器研究小球与竖直挡板间的作用力,实验装置如图所示,已知斜面倾角为45°,光滑小球的质量m=3kg,力传感器固定在竖直挡板上.求:(1)当整个装置静止时】
问题描述:
某研究性学习小组利用力传感器研究小球与竖直挡板间的作用力,实验装置如图所示,已知斜面倾角为45°,光滑小球的质量m=3kg,力传感器固定在竖直挡板上.求:
(1)当整个装置静止时,力传感器的示数;
(2)当整个装置向右匀加速直线运动时,力传感器示数为36N,此时装置的加速度大小;
(3)某次整个装置在水平方向做匀加速直线运动时,力传感器示数恰好为0N,此时整个装置的运动方向如何?加速度为多大?
孙晓燕回答:
(1)以小球为研究对象,设小球与力传感器时的作用力大小为F,小球与斜面间的作用力大小为FN;
如图所示;由几何关系可知;
F=mg=3×10=30N;
(2)
竖直方向FNcos45°=mg;
水平方向F-FNsin45°=ma;
解得:a=2m/s2;
(3)要使力传感器示数为0,则有:
FNcos45°=mg;
FNsin45°=ma;
解得:a=10m/s2;
加速度方向向左;故物体应向左加速;
答:(1)当整个装置静止时,力传感器的示数为30N;
(2)当整个装置向右匀加速直线运动时,力传感器示数为36N,此时装置的加速度大小为2m/s2;
(3)某次整个装置在水平方向做匀加速直线运动时,力传感器示数恰好为0N,此时整个装置的运动方向向左,加速度大小为10m/s2.
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