Question

【題目】如圖所示，水平光滑細(xì)桿上P點(diǎn)套一小環(huán)，小環(huán)通過(guò)長(zhǎng)L=1m的輕繩懸掛一夾子，夾子內(nèi)夾有質(zhì)量m=1kg的物塊，物塊兩豎直側(cè)面與夾子間的最大靜摩擦力均為fm=7N．現(xiàn)對(duì)物塊施加F=8N的水平恒力作用，物塊和小環(huán)一起沿水平方向做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，小環(huán)碰到桿上的釘子Q時(shí)立即停止運(yùn)動(dòng)，物塊恰好相對(duì)夾子滑動(dòng)，此時(shí)夾子立即鎖定物塊，鎖定后物塊仍受恒力F的作用。小環(huán)和夾子的大小及質(zhì)量均不計(jì)，物塊可看成質(zhì)點(diǎn)，重力加速度g=10m/s2．求：

（1）物塊做勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度大小a；

（2）P、Q兩點(diǎn)間的距離s；

（3）物塊向右擺動(dòng)的最大高度h。

Answer 1

【答案】（1）a=8ms/2（2）s=0.25m（3）h=1m

【解析】(1)由牛頓第二定律F=ma

解得a=4ms/2

(2)環(huán)到達(dá)Q，剛達(dá)到最大靜摩擦力

由牛頓第二定律

解得vm=2m/s

根據(jù)動(dòng)能定理

解得s=0.25m

(3)設(shè)物塊上升的最大高度為h，水平距離為x，

由動(dòng)能定理得

由幾何關(guān)系得或

解得h =1m 或m（舍去）