如圖所示,將質(zhì)量m=0.2kg的圓環(huán)套在固定的水平直桿上,環(huán)的直徑略大于桿的截面直徑,環(huán)與桿間動摩擦因數(shù)μ=0.5.對環(huán)施加一個豎直平面內(nèi)斜向上、與桿夾角θ=53°的拉力F=3N,使圓環(huán)由靜止開始沿桿運動,經(jīng)時間t1=1s立即撤去拉力F,取g=10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6,求
(1)在拉力F作用時,桿對環(huán)的彈力FN的大小和方向
(2)環(huán)運動的總時間t.
(1)拉力F作用時,由于Fsinθ=2.4(N)>mg=2(N)
桿對環(huán)的彈力:FN=Fsinθ-mg=3sin53°-0.2×10=0.4(N)
桿對環(huán)的彈力方向豎直向下;
(2)拉力F作用時,則由牛頓第二定律有:
Fcosθ-μFN=ma1
得:a1=
Fcosθ-μFN
m
=
3×0.8-0.5×0.4
0.2
=8(m/s2
撤去拉力F時,環(huán)的速度v=at1=8×1=8(m/s)
設(shè)撤去拉力F后,環(huán)的加速度大小為a2,則由牛頓第二定律有:
μmg=ma2
a2=μg=5(m/s2
撤去拉力F后,環(huán)還能繼續(xù)運動的時間:t2=
v
a2
=
8
5
=1.6(s)
環(huán)運動的總時間t=t1+t2=2.6(s)
答:(1)在拉力F作用時,桿對環(huán)的彈力FN的大小為0.4N,方向豎直向下;
(2)環(huán)運動的總時間t為2.6s.
練習(xí)冊系列答案
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如圖甲所示,靜止在光滑水平面上的長木板B(長木板足夠長)的左端放著小物塊A.某時刻,A受到水平向右的外力F作用,F(xiàn)隨時間t的變化規(guī)律如圖乙所示,即F=kt,其中k為已知常數(shù).若物體之間的滑動摩擦力(f)的大小等于最大靜摩擦力,且A、B的質(zhì)量相等,則下列圖中可以定性地描述長木板B運動的v-t圖象的是( 。
A.B.C.D.

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一個質(zhì)量為2kg的物體靜止在足夠大的水平地面上,物體與地面間的動摩擦因數(shù)μ=0.2.從t=0開始,物體受到一個大小和方向呈周期性變化的水平力F的作用,力F隨時間的變化規(guī)律如圖所示.重力加速度g=10m/s2,
求:
(1)0~2s時間內(nèi)物塊運動的加速度a1的大小和方向;
(2)t=2s時物塊運動的瞬時速度v1的大小和方向;
(3)0~6s時間內(nèi)物塊運動的位移的大小和方向.

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如圖甲是某景點的山坡滑道圖片,為了探究滑行者在滑道直線部分AE滑行的時間.技術(shù)人員通過測量繪制出如圖乙所示的示意圖.AC是滑道的豎直高度,D點是AC豎直線上的一點,且有AD=DE=20m,∠CAE=30°,滑道AE可視為光滑,滑行者從坡頂A點由靜止開始沿滑道AE向下做直線滑動,g取10m/s2,則滑行者在滑道AE上滑行的時間為( 。
A.2sB.2
2
s
C.3sD.4s

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如圖甲所示,質(zhì)量m=2kg的物體在水平面上向右做直線運動.過a點時給物體作用一個水平向左的恒力F并開始計時,選水平向右為速度的正方向,通過速度傳感器測出物體的瞬時速度,所得v-t圖象如圖乙所示.取重力加速度g=10m/s2.求:

(1)力F的大小和物體與水平面間的動摩擦因數(shù)μ;
(2)10s末物體離a點的距離.

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如圖所示,為一水平傳送帶.若傳送帶始終保持v=1m/s的恒定速度運行,一質(zhì)量m=4kg的行李無初速地放在A處,傳送帶對行李的滑動摩擦力使行李開始運動,設(shè)行李與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ=0.1,A、B間距離L=2m.求:
(1)行李剛開始運動時的加速度大;
(2)行李從A處運動到B處所用的時間.

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質(zhì)量為m=2kg的物體靜止在水平面上,它們之間的動摩擦系數(shù)μ=0.5,現(xiàn)在對物體施加以如圖所示的拉力F=10N,與水平方向夾角θ=37°(sin37°=0.6),經(jīng)t=10s后撤去力F,在經(jīng)一段時間,物體又靜止.求:
(1)物體運動過程中最大速度多少?
(2)物體運動的總位移是多少?(g取10m/s2

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