Question

【題目】如圖所示，一質量為1kg的小球套在一根固定的直桿上，直桿與水平面夾角θ為30°．現小球在F=20N的豎直向上的拉力作用下，從A點靜止出發向上運動，已知桿與球間的動摩擦因數μ為，（g取10m/s2）試求：

（1）小球運動的加速度a1；

（2）若F作用1．2s后撤去，小球上滑過程中距A點最大距離sm；

Answer 1

【答案】（1）2．5 m/s2（2）2．4m

【解析】

試題分析：（1）在力F作用時，撤去前小球的受力情況：重力、拉力，桿的支持力和滑動摩擦力，如圖，由根2據牛頓第二定律，得

（F﹣mg）sin30°﹣μ（F﹣mg）cos30°=ma1

解得a1=2．5 m/s2

（2）剛撤去F時，小球的速度v1=a1t1=3m/s小球的位移

撤去力F后，小球上滑時有：mgsin30°+μmgcos30°=ma2

a2=7．5 m/s2

小球上滑時間 上滑位移

則小球上滑的最大距離為sm=s1＋s2=2．4m