Question

如圖所示，底座A上裝有L=0.5m長的的直立桿，底座和桿的總質量為M=1.0kg，底座高度不計，桿上套有質量為m=0.2kg的小環(huán)B，小環(huán)與桿之間有大小恒定的摩擦力。當小環(huán)從底座上以v0=4.0m/s的初速度向上飛起時，恰好能到達桿頂，然后沿桿下降，取g=10m/s2，求：

①在環(huán)飛起過程中，底座對水平面的壓力；

②此環(huán)下降過程需要多長時間。

 

Answer 1

(1) 8.8N；(2) 0.5s

【解析】

試題分析：（1）對環(huán)進行受力分析，環(huán)受重力及桿給環(huán)向下的摩擦力，上升階段加速度大小為a1.

由牛頓第二定律，得

由運動學公式：

解得 a1=16.0m/s2， Ff=1.2N

對底座進行受力分析，由平衡條件得:Mg=FN+Ff/，解得FN=8.8N

又由牛頓第三定律知，底座對水平面壓力為8.8N

（2）對環(huán)受力分析，設環(huán)下降過程的時間是t，下降階段加速度為a2，則有

，

解得a =4.0m/s2， t =0.5s

考點：牛頓定律的應用.