Question

如圖9所示，在光滑水平面上有一質量為m=1 kg的小球，與水平彈簧和水平方向成θ=30° 的輕繩一端相連，此時球處于靜止狀態，且水平面對小球的彈力恰好為零.當剪斷輕繩的瞬間，小球的加速度大小及方向如何？此時彈簧的彈力與水平面對球的彈力的比值為多少？（取g=10 m/s²）

圖9

Answer 1

10m/s²，水平向左     

解析：在未剪斷細線時，小球受三個力作用而平衡：重力mg豎直向下；彈簧彈力F水平向左；細線拉力T與水平方向成θ角斜向上.細線剪斷瞬間，T立即消失，但彈簧彈力F不變化，重力mg也不變，故：

    ①剪斷前，對小球進行受力分析，如上圖所示，

    由小球平衡得：

    所以F=10N.

    ②剪斷瞬間，小球在豎直方向依然平衡，故水平面對球有支持力F_N來平衡重力mg，水平方向彈力F提供m的合力，小球加速度：a=m/s²=10m/s²，水平向左

=.