如圖所示,一輕質光滑細直杆的底座與一輕*簧相連,*簧的勁度係數為k,杆上套有一質量為m的小環,現給環一個豎直的...
問題詳情:
如圖所示,一輕質光滑細直杆的底座與一輕*簧相連,*簧的勁度係數為k,杆上套有一質量為m的小環,現給環一個豎直的力F,使*簧的壓縮量為x,然後控制作用在環上力的大小,使環向上做加速度為a(a小於g)的勻加速運動,直至環與杆的底座剛好要分離時,撤去對環的作用力,杆與*簧始終處在豎直狀態,求:
(1)從環開始運動到環與杆底座剛好要分離時,環運動的時間
(2)此過程中作用在環上的力F的最大值與最小值
(3)若環離開杆的底座後的一瞬間撤去外力F,結果環剛好能上升到杆的頂端,則杆的長度為多少?
【回答】
解析:(1)環與杆底座剛好要分離時環對底座的作用力剛好為零,即*簧的*力為零,這時*簧處於原長,這個過程運動的位移為x
(1分)
(1分)
(2)剛開始時力F最小,(2分)
解得最小值 (2分)
剛要離開時,F最大,(2分)
解得F最大值 (2分)
(3)環離開杆的底座時,速度為(1分)
然後做豎直的上拋運動,剛好到杆頂速度為零
則杆長為 (2分)
知識點:牛頓運動定律的應用
題型:計算題
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