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  • 如图所示，质量M=0.1kg 的有孔小球穿在固定的足够长的斜杆上，斜杆与水平方向的夹角θ=37°，球与杆间的动摩擦因数μ=0.5．小球受到竖直向上的恒定拉力F=1.2N 后，由静止开始沿杆斜向上做匀加速直线运动．（sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g 取10m/s2）求：（1）斜杆对小球的滑动摩擦力的大小；（2）小球的加速度；（3）若作用10s 后撤去拉力，求再过1s后小球相对于起点的位移．试题及答案-解答题-云返教育

      • 试题详情

      如图所示，质量M=0.1kg 的有孔小球穿在固定的足够长的斜杆上，斜杆与水平方向的夹角θ=37°，球与杆间的动摩擦因数μ=0.5．小球受到竖直向上的恒定拉力F=1.2N 后，由静止开始沿杆斜向上做匀加速直线运动．（sin37°=0.6，cos37°=0.8，重力加速度g 取10m/s2）求：
      （1）斜杆对小球的滑动摩擦力的大小；
      （2）小球的加速度；
      （3）若作用10s 后撤去拉力，求再过1s后小球相对于起点的位移．

      试题解答

      见解析
      解：（1）小球受力如右图所示，在垂直于斜面的方向上，
      有Fcosθ-mgcosθ-N=0
      得N=Fcosθ-mgcosθ
      故滑动摩擦力的大小为f=μN=μ（Fcosθ-mgcosθ ）=0.08N
      （2）由牛顿第二定律，在沿斜面方向上，
      有Fsinθ-mgsinθ-f=ma
      解得a      1=0.4m/s2
      （3）小球在最初的t      1=10s内的位移大小为：S1=
      1
      2
      at12=20m，
      速度大小为：v      1=a1t1=4m/s
      撤去F后，小球继续向上运动，加速度大小为：a      2=
      mgsinθ+μmgcosθ
      m
      =10m/s2
      运动：t      2=
      v1
      a2
      =0.4s后速度为零，位移：S2=
      1
      2
      at22=0.8m．
      然后小球向下运动，加速度大小为：a      3=
      mgsinθ-μmgcosθ
      m
      =2m/s2，
      运动时间为：t      2=1-0.4=0.6s，
      位移大小为：S      3=
      1
      2
      a3t32=0.36m．
      因此小球位移：S=S      1+S2-S3=20.44m
      答：（1）斜杆对小球的滑动摩擦力是0.08N；
      （2）小球的加速度是0.4m/s      2；
      （3）若作用10s 后撤去拉力，再过1s后小球相对于起点的位移是20.44m．
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      选修2-2人教版解答题高中物理

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