Question

（19分）如图甲所示，固定光滑细杆与水平地面成一定倾角，在杆上套有一个光滑小环，小环在沿杆方向向上的推力作用下向上运动。0～2s内推力的大小为5.0N,2～4s内推力的大小变为5.5N，小环运动的速度随时间变化的规律如图乙所示，重力加速度取10m/s²。求：

(1)小环在加速运动时的加速度的大小；
(2)小环的质量；
(3)细杆与水平地面之间的夹角。

Answer 1

(1) (2)　(3)30°

试题分析:(1)由速度图象可以求出小环在加速运动时的加速度大小为
          （5分）
(2)设细杆与水平地面的夹角为，0～2 s内，小环速度不变，处于平衡状态，所受的合力为零，
沿杆方向由平衡条件可得:         （3分）
在2～4 s内，对小环应用牛顿第二定律可得: （3分）
代入数据联立解得小环的质量为           （3分）
(3)因为            （3分）
故           （2分）图象。