题目

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 ，光滑小球的质量 ，力传感器固定在竖直挡板上，重力加速度 ， ， ，求： （1） 当整个装置静止时，力传感器的示数； （2） 当整个装置向右做匀加速直线运动时，力传感器示数为42N，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及加速度大小. 答案： 解：以小球为研究对象，设小球与力传感器间的作用力大小为F，小球与斜面之间的弹力大小为 FN ： 由几何关系可得 F=mgtan37∘ 解得： F=30N 解：对小球：竖直方向： FNcos37∘=mg 水平方向： F−FNsin37∘=ma 解得： a=3m/s2 解：要使力传感器示数为0，则有：重力和斜面的支持力充当合外力，则有： FNcos37∘=mg ； FNsin37∘=ma ； 解得： a=7.5m/s2 此时系统应加速度向左，可能是向左加速或向右减速.

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