Question

（14分）如圖所示，質量為10kg的環在F=200N的拉力作用下，沿固定在地面上的粗糙長直桿由靜止開始運動，桿與水平地面的夾角θ=37°，拉力F與桿的夾角為θ。力F作用0.5s后撤去，環在桿上繼續上滑了0.4s后速度減為零。
（已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s²）求：

（1）環與桿之間的動摩擦因數μ；
（2）環沿桿向上運動的總距離s。

Answer 1

0.5   1.8m

解析試題分析：
⑴設環做勻加速直線運動和勻減速直線運動的加速度大小分別為a₁和a₂，撤去力F瞬間物體的速度為v,則由v=a₁t₁和0＝v-a₂t₂,得a₁=3a₂  ①
根據牛頓第二定律得：
Fcosθ－mgsinθ-μ（Fsinθ－mgcosθ）＝ma₁  ②
Mgsinθ+μmgcosθ＝ma₂  ③
聯立以上三式得：μ＝0.5
⑵將μ＝0.5代入②③得：a₁=8m/s^2,a₂=10m/s²
所以環沿桿向上運動的總距離s=
考點：本題考查牛頓第二定律和運動學規律結合處理力學問題。