Question

18．如圖所示，行車通過長為5米的吊臂，吊著質(zhì)量為1噸的鋼材，以v=2m/s速度沿水平方向勻速行駛，行車突然停車，問：
（1）行車突然停車前，吊鉤受到的拉力多大？
（2）行車突然停車后，鋼材做什么運(yùn)動(dòng)？
（3）行車突然停車的瞬間，吊鉤受到的拉力多大？（g取10m/s²）

Answer 1

分析 （1）行車勻速前進(jìn)時(shí)，鋼材做勻速直線運(yùn)動(dòng)，受力平衡，吊鉤受到的拉力等于鋼材的重力；
（2）（3）行車突然停車的瞬間，剛才由于慣性，繞行車做圓周運(yùn)動(dòng)，在最低點(diǎn)時(shí)，重力和拉力的合力提供向心力．

解答 解：（1）由二力平衡條件知：F=mg=10⁴N
即行車在行駛過程中，吊鉤受到的拉力F等于10⁴N．
（2）（3）由題意知，行車突然停車的瞬間，鋼材開始做圓周運(yùn)動(dòng)，其所受合力提供向心力，
即：F′-mg=m$\frac{{v}^{2}}{L}$
故F′=m（g+$\frac{{v}^{2}}{L}$）=1.08×10⁴N
答：（1）行車突然停車前，吊鉤受到的拉力為10⁴N；
（2）行車突然停車后，鋼材做圓周運(yùn)動(dòng)；
（3）行車突然停車的瞬間，吊鉤受到的拉力為1.08×10⁴N．

點(diǎn)評(píng) 本題關(guān)鍵要建立運(yùn)動(dòng)模型，分析求出鋼材的運(yùn)動(dòng)情況，然后根據(jù)平衡條件或牛頓第二定律列式求解；注意行車停止后做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力是重力和拉力的合力提供．