Question

【題目】如圖所示，固定光滑細桿與地面成一定傾角，在桿上套有一個光滑小環，小環在沿桿方向的推力F作用下向上運動，推力F與小環速度v隨時間變化規律如圖所示，取重力加速度g＝10m/s2。求小環的質量m及細桿與地面間的傾角α。

Answer 1

【答案】

【解析】試題分析：由乙圖可得：0～2s內小車的加速度是：①（4分）

將數據代入①式解得：a1=0．5（m/s2） ②

小環在上升過程中前2s內做勻加速度直線運動，其受力情況如圖甲所示，由牛頓第二定律可得：

F1－mgsinα＝ma1③

小環在上升過程2s后做勻速直線運動，其受力情況如圖乙所示，由力的平衡知識可得：

F2＝mgsinα ④

將F1＝5．5N，F2＝5．0N代入③④，聯立方程③④解得：

m=1（kg） α＝30°