Question

【题目】质量为m＝10kg的小环在F＝200 N的拉力作用下，沿粗糙固定直杆由静止开始运动，已知小环与杆之间的动摩擦因数为μ＝0.5，杆与水平地面的夹角为θ＝37°，拉力F与杆的夹角也为θ。力F作用了一段时间后撤去，小环在杆上继续上滑了0.4s后，速度减为零。（sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g＝10m/s2）求：

（1）当力F作用时，杆对小环的弹力FN；

（2）力F作用的时间t1；

（3）小环沿杆向上运动的总位移s。

Answer 1

【答案】（1）40N （2）0.5s （3） 1.8m

【解析】试题分析：对环受力分析，受拉力、重力、支持力和摩擦力，根据牛顿第二定律和平衡条件列式；先根据受力情况确定撤去拉力后的加速度，然后根据速度时间关系公式求解最大速度和加速时间；根据位移时间关系公式求解加速位移和减速位移，然后求和即可．

（1）对环受力分析，受拉力、重力、支持力和摩擦力，在垂直杆方向平衡，有：

，方向垂直于杆向下

（2）F撤去前，小环的加速度

F撤去后，小环的加速度

F撤去时，小环的速度

F作用的时间

（3）F撤去前的位移

F撤去后的位移

小环沿杆向上运动的总位移