如图所示，质量为m的摆球A悬挂在车架上．求在上述各种情况下，摆线与竖直方向的夹角α和线中的张力T：（1）小车沿水平方向作匀速运动（2）小车沿水平方向作加速度为a的运动．

Question

如图所示，质量为m的摆球A悬挂在车架上．求在上述各种情况下，摆线与竖直方向的夹角α 和线中的张力T：
（1）小车沿水平方向作匀速运动
（2）小车沿水平方向作加速度为a的运动．

Answer 1

（1）小车沿水平方向作匀速运动，小球处于平衡状态，合力为零；
小球受重力和拉力，二力平衡；
故α=0，T=mg
（2）小球受重力和拉力，合力为ma，与加速度同方向，如图所示
根据牛顿第二定律，有：
水平方向：Tsinα=ma
竖直方向：Tcosα=mg
解得：T＝m√(a2+g2)
a=gtanα
故tanα＝(a)/(g)，∴α＝arctan(a)/(g)
答：（1）小车沿水平方向作匀速运动时，拉力等于mg，α=0；
（2）小车沿水平方向作加速度为a的运动时，拉力为T＝m√(a2+g2)，α＝arctan(a)/(g)．