题目内容

1.一质量m=0.1kg的圆环套在固定的水平直杆上处于静止状态,如图,环与杆的动摩擦因|数μ=0.1.现给环一个向右的初速度υ0,如果在运动过程中环受到一个方向始终竖直向上的力F的作用,且F=kυ(k=1N.s/m,υ为环的运动速度),假设杆足够长,g取 10m/s2.
(1)当环的初速度υ0=1m/s时,通过计算说明此时环与杆之间是否存在摩擦力;
(2)当环的初速度υ0=0.5m/s时,计算环在整个运动过程中克服摩擦力所做的功;
(3)有同学认为,不论环的初速度多人,环终将静止在杆上,你同意这个观点吗?请通过计算说明理由.

分析 (1)先根据F=kυ求解推力,然后受力分析,根据牛顿第二定律列式求解加速度情况;
(2)同样先求解推力,在受力分析,确定运动情况,最后结合动能定理列式求解;
(3)结合第一问的情况进行分析即可.

解答 解:(1)当环的初速度υ0=1m/s时,推力F=kv0=1×1=1N;
由于推力等于重力,故物体不受弹力和滑动摩擦力,处于二力平衡状态,加速度为零,做匀速直线运动;
(2)当环的初速度υ0=0.5m/s时,推力F=kv0=1×0.5=0.5N;
由于推力小于重力,故有向上的弹力后向左的摩擦力,最后静止,根据动能定理,有:
${W}_{克f}={E}_{k0}=\frac{1}{2}m{v}_{0}^{2}=\frac{1}{2}×0.1×0.{5}^{2}$=0.0125J
(3)该观点错误,当初速度υ0≥1m/s时,受向下的弹力、推力、重力、向左的滑动摩擦力;
由于v减小,图推力减小,支持力减小,摩擦力减小;当速度减小为1m/s时,推力减小到等于重力,摩擦力减小为零,物体以1m/s的速度做匀速直线运动;
答:(1)当环的初速度υ0=1m/s时,环与杆之间不存在摩擦力;
(2)当环的初速度υ0=0.5m/s时,环在整个运动过程中克服摩擦力所做的功为0.0125J;
(3)该同学的观点错误,当初速度υ0≥1m/s时,物体最后是以1m/s的速度做匀速直线运动.

点评 本题关键是明确小环的受力情况和运动情况,然后根据牛顿第二定律确定加速度情况,同时要根据动能定理求解克服摩擦力的功.

练习册系列答案
相关题目

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网