题目

在车厢顶上吊有一单摆,摆长为L.当小车向左运动时,悬线偏向竖直方向的左边一个恒定的角度.使这个单摆摆动.摆动的平面与小车的前进方向在同一平面上.测得振动周期为T.求放在该车厢地板上质量为M的物体在相对车厢静止时受到的摩擦力的大小和方向.

提问时间：2020-10-19

答案

分析:
要求出物体受到的静摩擦力f大小方向,关键是知道小车的加速度a方向,大小
小球相对小车静止时,向左偏转一定的角度静止,说明小球受到的合力方向水平向右,所以,小车的加速度方向向右
小球的振动周期为T,可以求出小球此时的等效重力加速度g'
从而可以求出小车的加速度a
1)根据T=2π*根号下(L/g')
解出,g'=4π^2*L/T^2
2)根据等效重力加速度g'=根号下(g^2+a^2)
至于为何是这样,可以这样理解:等效重力加速度g'就是小球相对静止时细线的拉力F/m
根据小球相对静止时的受力图,很容易看出,F=根号下[(mg)^2+(ma)^2]
这样,可以求出,a=根号下[(16*π^4*L^2/T^4)-g^2]
3)对于物体来说,根据牛顿第二定律有:
f=ma=m*根号下[(16*π^4*L^2/T^4)-g^2]
方向:水平向右