一位同学乘坐火车时,想测定某一瞬时火车的加速度,他想了如下办法:用一根1m长的细线,一端固定于火车的顶端,另一端拴一小球。当火车静止时,他记下小球相对于火车的位置O点,

一位同学乘坐火车时,想测定某一瞬时火车的加速度,他想了如下办法:用一根1m长的细线,一端固定于火车的顶端,另一端拴一小球。当火车静止时,他记下小球相对于火车的位置O点,

问题描述:

一位同学乘坐火车时,想测定某一瞬时火车的加速度,他想了如下办法:用一根1m长的细线,一端固定于火车的顶端,另一端拴一小球。当火车静止时,他记下小球相对于火车的位置O点,如图所示。当火车启动的某一瞬时,小球相对于火车向后摆起,他测得小球偏移O点的水平距离为10 cm。试根据以上所得的数据,计算火车的加速度大小。


最佳答案:

在匀加速过程中,小球偏离竖直方向的角度为θ,小球受力如图所示

竖直方向:F T cosθ=mg
水平方向:F T sinθ=ma
所以gtanθ=a
又因为
所以
所以a=gtanθ=1m/s 2
即火车的加速度大小为1m/s 2

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