Question

風洞實驗室可產生水平方向大小可調節的風力．實驗室中有兩個質量不等的球A、B，用一輕質繩連接．把A球套在水平細桿上如圖所示，對B球施加水平風力作用，使A球與B球一起向右勻加速運動．若把A、B兩球位置互換，重復實驗，讓兩球仍一起向右做勻加速運動，已知兩次實驗過程中球的加速度相同，A、B兩球與細桿的動摩擦因數相同．則兩次運動過程中，下列物理量一定不變的是
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A．細繩與豎直方向的夾角

B．輕繩拉力的大小

C．細桿對球的支持力

D．風給小球的水平力

Answer 1

分析：先對整體進行分析，根據牛頓第二定律分析細桿對球的支持力和風力如何變化，再對下面小球進行研究，根據牛頓第二定律分析細繩與豎直方向的夾角及細繩拉力如何變化．

解答：解：C、D對整體進行研究：
水平方向：F-f=（m_A+m_B）a  ①
豎直方向：N=（m_A+m_B）g ②
由②式得知，細桿對球的支持力不變．則細桿對球的滑動摩擦力f不變，由于加速度a不變，則由①得知，風力F不變．故CD正確．
A、B由于AB兩球質量不等，細繩與豎直方向的夾角，輕繩拉力的大小可能變化，故AB錯誤；
故選CD．

點評：本題要注意兩球均做勻加速直線運動狀態，加速度相同，關鍵要靈活應用整體法與隔離法．