问题 计算题

(18分)如图所示,一个质量为m的钢性圆环套在一根固定的足够长的水平直杆上,环的半径略大于杆的半径。环与杆之间的动摩擦因数为,t=0时刻给环一个向右的初速度v0,同时对环施加一个方向始终竖直向上的力F,已知力F的大小F=kv(k为常数,v为环的运动速度),且有kv0>mg。t=t1时刻环开始沿杆做匀速直线运动,试求:

(1)t=0时刻环的加速度;

(2)全过程中环克服摩擦力做的功;

(3)0~t1时间内环沿杆运动的距离。

答案

t=0时刻,由牛顿第二定律得 NmgF0 (2分)

fμNma(2分)

由以上两式解得         (1分)

⑵当F1mg时,环做匀速直线运动,此时速度为(2分)

全过程克服摩擦力做的功为 (3分)

⑶由动量定理得                (2分)

由于环运动过程中每一时刻有 

所以有                        (2分)

由以上式子得                (2分)

环在t1时间内的位移为     (2分)

其他合理解答,同样给分。

选择题
问答题 论述题