Question

16．一小車(chē)在水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，小車(chē)內(nèi)有一用細(xì)線懸掛的物塊，物塊的質(zhì)量為2kg，細(xì)線的長(zhǎng)度為1m，小車(chē)的速度大小為10m/s，重力加速度g取10m/s²，求：
（1）此時(shí)細(xì)線的拉力大小．
（2）小車(chē)突然停住的瞬間，細(xì)線的拉力大小．

Answer 1

分析 當(dāng)小車(chē)勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，繩子的拉力等于物塊的重力，當(dāng)小車(chē)突然停止，物塊將繞懸點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律求出繩子的拉力．

解答 解：（1）當(dāng)小車(chē)做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，物塊處于平衡狀態(tài)，則拉力為：F=mg=20N．
（2）當(dāng)小車(chē)突然停止，物塊做圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律得：F-mg=m$\frac{{v}^{2}}{L}$，
解得：F=$mg+m\frac{{v}^{2}}{L}$=20+2×$\frac{100}{1}$N=220N．
答：（1）此時(shí)細(xì)線的拉力大小為20N．
（2）小車(chē)突然停住的瞬間，細(xì)線的拉力大小為220N．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵知道小車(chē)突然停止后，物塊做圓周運(yùn)動(dòng)，知道物塊圓周運(yùn)動(dòng)向心力的來(lái)源，結(jié)合牛頓第二定律進(jìn)行求解．