题目内容

12.如图所示,质最为1kg的小环穿在固定的斜杆上,斜杆与水平面成30°角,杆与环间的摩擦因数为$\frac{1}{2\sqrt{3}}$,由于小球受到竖直向上拉力F的作用,小球由静止开始沿杆以2.5m/s2的加速度沿杆上升.试求拉力F的大小.

分析 对小球进行受力分析,垂直于杆的方向合力为零,由滑动摩擦力公式求合力,沿杆方向使用牛顿第二定律,三者结合解出拉力.

解答 解:对小球受力分析,小球受到重力、拉力支持力与磨檫力的作用,如图
把重力和拉力分解到沿杆的方向和垂直于杆的方向,小球加速度的方向沿杆向上,则有:
Fcos30°=N+mgcos30°       ①
f=μN                       ②
Fsin30°-f-mgsin30°=ma    ③
有①②③解得:F=20N
答:拉力大小为20牛顿.

点评 注意弹力的方向垂直杆向下,摩擦力沿杆向下,正确的进行受力分析,知道牛顿第二定律是联系力学和运动学的桥梁,由此求出拉力.

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