Question

【題目】如圖，將質量m=0．1kg的圓環套在固定的水平直桿上。環的直徑略大于桿的截面直徑。環與桿間動摩擦因數μ=0．8。對環施加一位于豎直平面內斜向上，與桿夾角θ=53°的拉力F，使圓環由靜止以a=4．4m/s2的加速度沿桿運動，求F的大小可能值（提示：環與桿的接觸可能是上部也可能是下部）。

Answer 1

【答案】1N 或9N

【解析】

試題分析：令Fsin53°-mg=0，解得F=1．25N。

當F<1．25N時，環與桿的上部接觸，受力如圖。

由牛頓第二定律，Fcosθ-μFN=ma，

Fsinθ+FN=mg，

聯立解得：F=。

代入數據得：F=1N

當F>1．25N時，環與桿的下部接觸，受力如圖。

由牛頓第二定律，Fcosθ-μFN=ma，

Fsinθ=mg+FN，

聯立解得：F=。

代入數據得：F=9N。