题目内容
(09年济南市期末)(14分)如图所示,一重为10 N的小球,在F=20 N的竖直向上的拉力作用下,从A点由静止出发向上运动,F作用1.2 s后撤去,已知杆与球间的动摩擦因数为,试求从撤去力F开始计时,小球经多长时间将经过距A点为2.25 m的B点。(g=10 m/s2)
解析:在力F作用时有:(F-G)sin30°-μ(F-G)cos30°=ma1(1分)
解得:a1=2.5 m/s2(1分)
所以撤力F时,小球的速度:v1=a1t=3 m/s
小球的位移:
撤去力F后,小球上冲时有:Gsin30°+μGcos30°=ma1(1分)
解得:a2=7.5 m/s2(1分)
因此小球上冲时间: (1分)
上冲位移: (1分)
此时,因此小球在上冲阶段将通过B点,有
(1分)
解得:t3=0.2 s,(舍去)(1分)
小球返回时有:Gsin30°-μGcos30°=ma3(1分)
解得:a3=2.5 m/s2(1分)
因此小球由顶端返回B点时有:(1分)
解得:(1分)
所以从撤去力F开始计时,小球上冲通过B点时用时为:t3=0.2 s(1分)
返回后通过B点时用时为:t2+t4=0.746 4 s(1分)
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