问题详情:
如图10所示,将质量m=1.24 kg 的圆环套在固定的水平直杆上,环的直径略大于杆的截面直径,环与杆的动摩擦因数为μ=0.8.对环施加一位于竖直平面内斜向上与杆夹角θ=53°的恒定拉力F,使圆环从静止开始做匀加速直线运动,第1 s内前进了2 m.(取g=10 m/s2,sin 53°=0.8,cos 53°=0.6)求:
图10
(1)圆环加速度a的大小;
(2)拉力F的大小.
【回答】
* (1)4 m/s2 (2)12 N或124 N
解析 (1)小环做匀加速直线运动,由运动学公式可知
x=at2
a== m/s2=4 m/s2
(2)令Fsin 53°-mg=0,则
F=15.5 N
当F<15.5 N时,环与杆上部接触,受力如图.
由牛顿第二定律可知
Fcos θ-μFN=ma
FN+Fsin θ=mg
由此得
F==12 N
当F>15.5 N时,环与杆下部接触,受力如图.
由牛顿第二定律可知
Fcos θ-μFN′=ma
Fsin θ=FN′+mg
由此得
F==124 N
知识点:牛顿运动定律的应用
题型:计算题