Question

【題目】如圖所示，將質量m＝1kg的圓環套在固定的傾斜足夠長的直桿上，桿的傾角為，環的直徑略大于桿的截面直徑。對環施加一位于豎直平面內斜向上與桿夾角為的拉力 ，使圓環由靜止開始沿桿加速向上運動，已知環與桿間動摩擦因數。求

（1）F作用t=2s時圓環的速度是多大？

（2）2s后撤去力F，求圓環繼續沿桿上滑的最大距離是多少？

Answer 1

【答案】（1），（2）16m.

【解析】試題分析：（1）根據牛頓第二定律求出圓環向上滑動的加速度，結合速度時間公式求出圓環的速度．（2）撤去拉力后，結合牛頓第二定律求出圓環的加速度，結合速度位移公式求出圓環繼續上滑的最大距離．

（1）對圓環受力分析，如圖所示

由牛頓第二定律得：

由平衡條件得：

滑動摩擦力公式

聯立解得：加速度

由運動學公式得：2s時圓環的速度

代入數據解得：

由牛頓第二定律得：

由平衡條件得：

滑動摩擦力公式

聯立解得：圓環的加速度

圓環繼續沿桿上滑的最大距離