题目内容

如图,穿在足够长的水平直杆上质量为m的小球开始时静止。现对小球沿杆方向施加恒力F0,垂直于杆方向施加竖直向上的力F,且F的大小始终与小球的速度成正比,即F=kv(图中未标出).已知小球与杆间的动摩擦因数为m,且F0>μmg。下列说法正确的是(      )

A.小球先做加速度减小的加速运动,后做加速度增大的减速运动直到静止
B.小球先做加速度增大的加速运动,后做加速度减小的加速运动,直到最后做匀速运动
C.小球的最大加速度为F0/m
D.恒力F0的最大功率为

BCD

解析试题分析:对小球进行受力分析,受到向右的恒力F0,竖直向下的重力和竖直向上的力F和支持力FN,,及向左的摩擦力,初始时刻小球向右的速度逐渐变大,向上的力F逐渐变大,支持力逐渐变小,摩擦力逐渐变小,加速度逐渐变大,当F>mg时,支持力变为向下,,速度变大,F=kv变大,向左的摩擦力逐渐变大,加速度变小,直至向左的摩擦力等于向右的拉力,物体做匀速运动,此时,计算得速度,这时速度最大,恒力F0功率P=mv此时最大,B选项正确,D选项正确。小球加速度最大时,向右摩擦力为0,此时,C选项正确
考点:受力分析,牛顿第二定律
点评:该类型题目关键点在于判断支持力方向的问题,什么时刻支持力方向发生改变,加速度如何变化都要理解。该题目还可进行改编,变为倾斜的杆,这时需进行正交分解在进行求解,增加难度。

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