Question

）如圖所示，長為L、質(zhì)量為M的圓柱形木棒豎直放置，在其頂部套有質(zhì)量為m的薄鐵環(huán)，當棒和環(huán)有相對運動時，其間有大小恒為kmg（k＞1）的摩擦力．現(xiàn)突然在棒下端給棒一個很大的沖擊力，使棒在瞬間具有豎直向上的初速度v₀．

（1）若要求鐵環(huán)在木棒落地前不滑離木棒，此木棒的長度不得少于多少？

（2）設木棒足夠長，求棒上升的最長時間．

Answer 1

（1）1.3s         （2）1.9s

解析:

（1）設鐵環(huán)加速度大小為a₁，方向向上；木棒加速度大小為a₂，方向向下．

對鐵環(huán)：kmg-mg = ma₁                  

對木棒：kmg + Mg = Ma₂               

棒相對環(huán)的加速度a_相＝a₁＋a₂                   

解得a_相= k( M+ m)g /M

，      

棒長L≥△s=

         （2）環(huán)、棒速度相等時，對鐵環(huán)：v=a₁t₁           對木棒：v= v ₀-a₂t₁    

         由以上各式得：  

         環(huán)、棒速度相等后一道豎直上升，設時間t₂，         

         棒上升的最長時間