Question

【題目】如圖，固定于豎直面內的光滑斜桿足夠長，與水平方向夾角為30，質量為m的小球套在桿上，恒定拉力F大小為mg，與桿的夾角＝30。已知重力加速度為g。在拉力F作用下，小球從斜桿底端由靜止起沿斜桿勻加速上滑距離S，此時撤去拉力F，求：

（1）小球在拉力F作用下勻加速上滑的加速度大小；

（2）撤去拉力F時小球具有的機械能；

（3）小球能上升的最大高度。

Answer 1

【答案】（1） (2) (3)

【解析】試題分析：受力分析根據牛頓第二定律即可求出加速度；根據小球所具有的的機械能等于拉力做的功即可解題；根據機械能守恒即可求出上升的最大高度。

（1）受力分析如圖所示：

（1）沿斜面方向，根據牛頓第二定律：

解得：a=10m/s2

（2）小球所具有的的機械能等于拉力做的功：

（3）根據機械能守恒：

可得上升的最大高度為：