如圖10所示，將質量m＝1.24kg的圓環套在固定的水平直杆上，環的直徑略大於杆的截面直徑，環與杆的動摩擦因數...

問題詳情：

如圖10所示，將質量m＝1.24 kg 的圓環套在固定的水平直杆上，環的直徑略大於杆的截面直徑，環與杆的動摩擦因數為μ＝0.8.對環施加一位於豎直平面內斜向上與杆夾角θ＝53°的恆定拉力F，使圓環從靜止開始做勻加速直線運動，第1 s內前進了2 m．(取g＝10 m/s2，sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6)求：

圖10

(1)圓環加速度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)小環做勻加速直線運動，由運動學公式可知

x＝at2

a＝＝ m/s2＝4 m/s2

(2)令Fsin 53°－mg＝0，則

F＝15.5 N

當F<15.5 N時，環與杆上部接觸，受力如圖．

由牛頓第二定律可知

Fcos θ－μFN＝ma

FN＋Fsin θ＝mg

由此得

F＝＝12 N

當F>15.5 N時，環與杆下部接觸，受力如圖．

由牛頓第二定律可知

Fcos θ－μFN′＝ma

Fsin θ＝FN′＋mg

由此得

F＝＝124 N

知識點：牛頓運動定律的應用

題型：計算題