(12分)如图,将质量m=2kg的圆环套在与水平面成θ=37°角的足够长直杆上,直杆固定不动,环的直径略大于杆的截面直径,杆上依次有三点A.、B、C,sA.B=8m,sBC=0.6m,环与杆间动摩擦因数m=0.5,对环施加一个与杆成37°斜向上的拉力F,使环从A.点由静止开始沿杆向上运动,已知t=4s时环到达B点。试求:(重力加速度g=l0m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(1)F的大小;
(2)若到达B点时撤去力F,则环到达C点所用的时间。
(1)20N(2)0.2s或
题目分析:(1)(8分)环做匀加速运动,
若Fsin370<Gcos370,杆对环的弹力在垂直杆向上,N+Fsin37°=mg cos37°,Fcos37°-mN-mg sin37°=mA.,代入数据得,F=20N
若Fsin370>Gcos370,杆对环的弹力在垂直杆向下,N+mg cos37°=Fsin37°
Fcos37°-mN-mg sin37°=mA.,代入数据得,F=12N。不符合要求。(备注:得到20N正确,没有舍去12N扣1分)
(2)(4分),μmgcosθ+mgsinθ=mA.2,A.2=μgcosθ+gsinθ=10m/s2,
,若物体向上经过C点,
。
若物体向下经过C点,mgsinθ-μmgcosθ=mA.3,A.3= gsinθ-μgcosθ=2m/s2,,
,到C点的时间为0.2s或
点评:在做力和运动题目时,加速度是关键,要么由加速度求力,要么由力求运动,