Question

【題目】如圖所示，一質量為1kg的小球套在一根固定的直桿上，直桿與水平面夾角θ=30°.現小球在F=20N的豎直向上的拉力作用下，從A點靜止出發沿桿斜向上運動，已知桿與小球間的動摩擦因數為，g=10m/s2．試求：

（1）小球運動的加速度大小；

（2）若F作用1.2s后撤去，小球上滑過程中距A點的最大距離．

Answer 1

【答案】（1）2.5m/s2（2）2.4m

【解析】試題分析：對小球受力分析，運用牛頓第二定律求出小球的加速度；根據勻變速直線運動公式求出撤去拉力前的位移和末速度，再根據牛頓第二定律求出撤去拉力后的加速度，根據運動學公式求出上滑的位移，從而得出小球上滑過程中距A點最大距離。

（1）由牛頓第二定律得：

摩擦力為：

解得：a1=2.5m/s2

(2)剛撤去F時，速度為：

位移為：

撤去F后，由牛頓第二定律得：

解得：a2=7.5m/s2

小球上滑的時間：

上滑的位移：

小球上滑的最大距離為：