题目内容
13.如图,将质量m=0.1kg的圆环套在固定的水平直杆上.环的直径略大于杆的截面直径.环与杆间动摩擦因数μ=0.8.对环施加一位于竖直平面内斜向上,与杆夹角θ=53°的拉力F,使圆环由静止以a=4.4m/s2的加速度沿杆运动,求F的大小可能值(提示:环与杆的接触可能是上部也可能是下部).分析 根据平衡条件可求得恰好没有挤压时的拉力大小,再分别对上端挤压和下端挤压两种情况进行分析,根据牛顿第二定律列式即可求得F的大小.
解答 解:若球与杆之间没有相互压力,则有Fsin53°-mg=0,
解得F=1.25N.
当F<1.25N时,环与杆的上部接触,受力如图.
由牛顿第二定律,Fcosθ-μFN=ma,
Fsinθ+FN=mg,
联立解得:F=$\frac{m(a+μg)}{cosθ+μsinθ}$
代入数据得:F=1N.
当F>1.25N时,环与杆的下部接触,受力如图.
由牛顿第二定律,Fcosθ-μFN=ma,
Fsinθ=mg+FN,
联立解得:F=$\frac{m(a-μg)}{cosθ-μsinθ}$
代入数据得:F=9N.
答:F的大小可能值为1N和9N.
点评 本题考查牛顿第二定律的应用,要注意明确本题中可能存在的两种情况,明确拉力过大时,物体受杆下部的挤压,而拉力较小时,受杆上端的挤压,要求能找出这两种情况才能全面分析求解.
练习册系列答案
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18.关于声现象,下列说法正确的是( )
A. | 声音是由于物体振动产生的 | |
B. | 声源的振幅越大,音调越高 | |
C. | 声音在真空中的传播速度是3×108m/s | |
D. | 超声波的频率很低,所以人耳听不到 |