Question

【题目】如图，将质量m＝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＝0.9。对环施加一位于竖直平面内斜向上，与杆夹角＝53的拉力，（取sin53＝0.8，cos53＝0.6，g＝10m/s2）。（结果可以保留分数）

（1）逐级增大拉力，当拉力为F1 时，圆环沿杆匀速运动，求F1的大小。

（2）小明同学认为，当拉力继续增大为F2时，环还是匀速运动，求F2的大小

（3）请进一步分析，当静止的环受到的拉力方向不变，大小分别为下列各值时，圆环处于怎样的运动状态.a. 0<F3<F1 ；b. F1<F4<F2；c. F5>F2

Answer 1

【答案】（1）6.8N（2）75N（3）a.静止；b.加速；c.静止。

【解析】

（1）逐级增大拉力，当拉力为F1 时，圆环沿杆匀速运动，此时横杆对环有向上的弹力，由平衡知识可知：

解得

（2）当拉力继续增大为F2时，环还是匀速运动，此时横杆对环有向下的弹力，由平衡知识可知：

解得

（3）a. 当0<F3<F1时，则 ，此时圆环处于静止状态；

b. F1<F4<F2时，。圆环处于加速运动状态；

c. F5>F2时，则，此时圆环处于静止状态；