Question

（15分）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，使圆环以a=4.4m/s²的加速度沿杆运劝，求F的大小。(sin53°=0.8 cos53°=0.6)

 

Answer 1

【答案】

F＝9N

【解析】本题考查受力分析，以物体为研究对象，当拉力较大时，物体所受杆的弹力向下，当F较小时物体受杆的弹力向上，所以本题考查的是临界问题的分析，令Fsin53°＝mg，F＝1.25N，

当F＜1.25N时，杆对环的弹力向上，受力如图

由牛顿定律Fcosq－mF_N＝ma，

F_N＋Fsinq＝mg，

得F＝1N，当F＞1.25N时，杆对环的弹力向下，

受力如图

由牛顿定律Fcosq－mF_N＝ma，

Fsinq＝mg＋F_N，

解得F＝9N，