Question

如图所示，底座A上装有长0.5 m的直立杆，其总质量为0.2 kg，杆上套有质量为0.05 kg的小环B，它与杆有摩擦，当环从底座上以4 m/s速度飞起时，刚好到达杆顶，求：

(1)在环升起过程中，底座对水平面压力多大？

(2)小环从杆顶落回底座需要多少时间？

Answer 1

答案：
解析：

设计意图：本题着重考查动力学方面的知识和受力分析的应用． 解析：刚好到杆顶的条件是该时刻末速度为“0”，因两物体没有共同的运动物理量，即只能用隔离法进行分析，再以相互作用力即f发生联系． (1)以环为研究对象，上升过程受二力作用，即重力mg和杆对环摩擦力f，且二力方向相同，所以有： mg+f=ma上                                                                                                              ① 由运动学知识得：v02=2a上·h                                                                                 ② 解得：==               =16 m/s2 将a上代入①式有：f=ma上-mg=0.3 N． 以底座为研究对象，在环B上升过程中，A受三力作用，即重力Mg、支持力FN以及B给A的摩擦力f，所以有： FN+f=Mg 解得：FN=Mg-f=1.7 N 由牛顿第三定律知F压=FN=1.7 N，方向向下． (2)B环在下落过程中，重力mg与摩擦力f方向相反，则由牛顿第二定律知： m=mg-f==4 m/s2． 由s=得出： t==s =0.5 s 即B从杆顶回到底座时间为0.5 s． 易错点：(1)受力分析不清，则a的计算出错． (2)运动情况分析不清，也会得错解． 答案：(1)1.7 N　(2)0.5 s