如圖10所示，一根直桿由粗細(xì)相同的兩段構(gòu)成，其中AB段為長x1＝5 m的粗糙桿，BC段為長x2＝1 m的光滑桿。將桿與水平面成53°角固定在一塊彈性擋板上，在桿上套一質(zhì)量m＝0.5 kg、孔徑略大于桿直徑的圓環(huán)。開始時，圓環(huán)靜止在桿底端A�，F(xiàn)用沿桿向上的恒力F拉圓環(huán)，當(dāng)圓環(huán)運(yùn)動到B點(diǎn)時撤去F，圓環(huán)剛好能到達(dá)頂端C，然后再沿桿下滑。已知圓環(huán)與AB段的動摩擦因數(shù)μ＝0.1，g＝10 m/s2，sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6。試求：                                      

(1)拉力F的大��；

(2)拉力F作用的時間；

(3)若不計圓環(huán)與擋板碰撞時的機(jī)械能損失，從圓環(huán)開始運(yùn)動到最終靜止的過程中在粗糙桿上所通過的總路程。

圖10

解析：(1)A→C過程：根據(jù)動能定理有

Fx1－mg(x1＋x2)sin 53°－μmgx1cos 53°＝0－0

恒力

F＝＝5.1 N

(2)A→B過程：根據(jù)牛頓第二定律和運(yùn)動學(xué)公式有

F－mgsin 53°－μmgcos 53°＝ma1

x1＝a1t

解得加速度

a1＝＝1.6 m/s2

時間t1＝ ＝2.5 s

(3)從圓環(huán)開始運(yùn)動到最終靜止在粗糙桿上通過的總路程為L，

根據(jù)動能定理有Fx1－μmgLcos 53°＝0－0

總路程L＝＝85 m。

答案：(1)5.1 N　(2)2.5 s　(3)85 m

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

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如圖6所示，一根直棒長度為5 m，用手提著其上端，在其下端的正下方10 m處有一個長度為5 m的、內(nèi)徑比直棒大得多的空心豎直管子，放開后讓直棒做自由落體運(yùn)動.求它通過該空心管所用的時間是多少.（不計空氣阻力，g取10 m/s2）

圖6

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖10所示，一根輕彈簧上端固定在O點(diǎn)，下端拴一個鋼球P，球處于靜止?fàn)顟B(tài).現(xiàn)對球施加一個方向向右的外力F，使球緩慢偏移，在移動中的每一個時刻，都可以認(rèn)為鋼球處于平衡狀態(tài).若外力F的方向始終水平，移動中彈簧與豎直方向的夾角θ＜90°，且彈簧的伸長量不超過其彈性限度，則圖11給出的彈簧伸長量x與cosθ的函數(shù)關(guān)系圖象中，最接近的是（    ）

圖10

圖11

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（14分）如圖10所示，一質(zhì)量為1 kg的小球套在一根固定的直桿上，直桿與水平面夾角θ為30°。現(xiàn)小球在F=20N的豎直向上的拉力作用下，從A點(diǎn)靜止出發(fā)向上運(yùn)動，已知桿與球間的動摩擦因數(shù)m為。試求：

（1）小球運(yùn)動的加速度a1；

（2）若直桿長10m,要使球不脫離桿，則F作用時間至多為多長？

 

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科目：高中物理 來源：2010屆高三物理每周精析精練：電場 題型：計算題

 如圖35所示，一根長 L = 1.5m 的光滑絕緣細(xì)直桿MN ，豎直固定在場強(qiáng)為 E ==1.0 ×105N / C 、與水平方向成θ＝300角的傾斜向上的勻強(qiáng)電場中。桿的下端M固定一個帶電小球 A ，電荷量Q＝+4.5×10－6C；另一帶電小球 B 穿在桿上可自由滑動，

電荷量q＝+1.0 ×10一6 C，質(zhì)量m＝1.0×10一2 kg 。現(xiàn)將小

球B從桿的上端N靜止釋放，小球B開始運(yùn)動。（靜電力常量

k＝9.0×10 9N·m2／C2，取 g =l0m / s2)

（1）小球B開始運(yùn)動時的加速度為多大？

（2）小球B 的速度最大時，距 M 端的高度 h1為多大？

（3）小球 B 從 N 端運(yùn)動到距 M 端的高度 h2＝0.6l m 時，

速度為v＝1.0m / s ，求此過程中小球 B 的電勢能改變了多少？        圖35

 

 

 

 

 

 

 

 

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