Question

12．如圖，公共汽車沿水平面向右做勻變速直線運動，小球A用細(xì)線懸掛車頂上，質(zhì)量為m的一位中學(xué)生手握扶桿，始終相對于汽車靜止地站在車箱底板上．學(xué)生鞋底與公共汽車間的動摩擦因數(shù)為μ．若某時刻觀察到細(xì)線偏離豎直方向θ角，則此刻公共汽車對學(xué)生產(chǎn)生的作用力的大小和方向為（　�。�

• A． 大小等于mg，方向水平向右
• B． 大小大于mg，方向斜向左上方
• C． 大小大于mg，方向水平向右
• D． 大小等于mg，方向斜向左上方

Answer 1

分析 中學(xué)生與球都相對于車靜止，它們的加速度與車的加速度相同．首先選擇球研究，根據(jù)牛頓第二定律求出加速度，人的加速度就知道了．再對人分析受力，作出力圖，應(yīng)用牛頓第二定律，求出汽車對學(xué)生產(chǎn)生的作用力的大小和方向．

解答 解：以小球為研究對象，根據(jù)牛頓第二定律得：m_球gtanθ=m_球a，
解得：a=gtanθ，
以人為研究對象，人與球的加速度相同，均水平向左，人受如圖所示，
設(shè)汽車對學(xué)生的作用力與豎直方向的夾角為α，由牛頓第二定律得：
mgtanα=ma，F(xiàn)=$\frac{mg}{cosα}$，
將a=gtanθ代入得：α=θ，F(xiàn)=$\frac{mg}{cosθ}$＞mg，方向斜向左上方．
故選：B．

點評 本題關(guān)鍵在于研究對象的選擇，要抓住小球與學(xué)生均相對于車靜止，加速度相同的特點，也就是分析挖掘題目隱含的條件，常常是解決物理問題的關(guān)鍵．