Question

【題目】質量為m＝10kg的小環在F＝200 N的拉力作用下，沿粗糙固定直桿由靜止開始運動，已知小環與桿之間的動摩擦因數為μ＝0.5，桿與水平地面的夾角為θ＝37°，拉力F與桿的夾角也為θ。力F作用了一段時間后撤去，小環在桿上繼續上滑了0.4s后，速度減為零。（sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝10m/s2）求：

（1）當力F作用時，桿對小環的彈力FN；

（2）力F作用的時間t1；

（3）小環沿桿向上運動的總位移s。

Answer 1

【答案】（1）40N （2）0.5s （3） 1.8m

【解析】試題分析：對環受力分析，受拉力、重力、支持力和摩擦力，根據牛頓第二定律和平衡條件列式；先根據受力情況確定撤去拉力后的加速度，然后根據速度時間關系公式求解最大速度和加速時間；根據位移時間關系公式求解加速位移和減速位移，然后求和即可．

（1）對環受力分析，受拉力、重力、支持力和摩擦力，在垂直桿方向平衡，有：

，方向垂直于桿向下

（2）F撤去前，小環的加速度

F撤去后，小環的加速度

F撤去時，小環的速度

F作用的時間

（3）F撤去前的位移

F撤去后的位移

小環沿桿向上運動的總位移