Question

如图所示，公共汽车沿水平面向右做匀变速直线运动，小球A用细线悬挂车顶上，质量为m的一位中学生手握扶杆始终相对于汽车静止地站在车箱底板上．学生鞋底与公共汽车间的动摩擦因数为μ．若某时刻观察到细线偏离竖直方向θ角，则此刻公共汽车对学生产生的作用力的大小和方向为（ ）

A．mg，竖直向上
B．，斜向左上方
C．mgtanθ，水平向右
D．，斜向右上方

Answer

由题意，中学生与球都相对于车静止，它们的加速度与车的加速度相同．首先选择球研究，根据牛顿第二定律求出加速度，人的加速度就知道了．再对人分析受力，作出力图，应用牛顿第二定律，求出汽车对学生产生的作用力的大小和方向．
【解析】
以小球为研究对象，根据牛顿第二定律，得
         m球gtanθ=m球a
   得到a=gtanθ
    以人为研究对象，人与球的加速度相同，均水平向左
    作出人的受力图，如图，设汽车对学生的作用力与竖直方向的夹角为α
    根据牛顿第二定律，得
     mgtanα=ma，F=
   将a=gtanθ代入，得
     α=θ，F=，方向斜向左上方．
   故ACD错误，B正确
故选B．