Question

（19分）如圖甲所示，固定光滑細(xì)桿與水平地面成一定傾角，在桿上套有一個光滑小環(huán)，小環(huán)在沿桿方向向上的推力作用下向上運動。0～2s內(nèi)推力的大小為5.0N,2～4s內(nèi)推力的大小變?yōu)?.5N，小環(huán)運動的速度隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示，重力加速度取10m/s²。求：

(1)小環(huán)在加速運動時的加速度的大小；
(2)小環(huán)的質(zhì)量；
(3)細(xì)桿與水平地面之間的夾角。

Answer 1

(1) (2)　(3)30°

試題分析:(1)由速度圖象可以求出小環(huán)在加速運動時的加速度大小為
          （5分）
(2)設(shè)細(xì)桿與水平地面的夾角為，0～2 s內(nèi)，小環(huán)速度不變，處于平衡狀態(tài)，所受的合力為零，
沿桿方向由平衡條件可得:         （3分）
在2～4 s內(nèi)，對小環(huán)應(yīng)用牛頓第二定律可得: （3分）
代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得小環(huán)的質(zhì)量為           （3分）
(3)因為            （3分）
故           （2分）圖象。