Question

【題目】如圖所示，一質(zhì)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為30°．現(xiàn)小球在F=20N的豎直向上的拉力作用下，從A點(diǎn)靜止出發(fā)向上運(yùn)動(dòng)，已知桿與球間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ為，（g取10m/s2）試求：

（1）小球運(yùn)動(dòng)的加速度a1；

（2）若F作用1．2s后撤去，小球上滑過程中距A點(diǎn)最大距離sm；

Answer 1

【答案】（1）2．5 m/s2（2）2．4m

【解析】

試題分析：（1）在力F作用時(shí)，撤去前小球的受力情況：重力、拉力，桿的支持力和滑動(dòng)摩擦力，如圖，由根2據(jù)牛頓第二定律，得

（F﹣mg）sin30°﹣μ（F﹣mg）cos30°=ma1

解得a1=2．5 m/s2

（2）剛撤去F時(shí)，小球的速度v1=a1t1=3m/s小球的位移

撤去力F后，小球上滑時(shí)有：mgsin30°+μmgcos30°=ma2

a2=7．5 m/s2

小球上滑時(shí)間 上滑位移

則小球上滑的最大距離為sm=s1＋s2=2．4m