固定光滑细杆与水平地面成一定倾角,在杆上套有一个光滑小环,如图甲所示.小环在沿杆方向向上的推力作用下向上运动.推力F的大小如图乙所示,小环运动的速度随时间变化规律如图丙所示,取重力加速度?g=10m/s2.求:
(1)小环在加速运动时的加速度?a?的大小.
(2)小环的质量?m.
(3)细杆与水平地面之间的夹角α.
网友回答
解:(1)由图得:a===0.5m/s2;
(2)由小环运动的v-t图可知,当F1=5N时,在0-2s时间内小环做匀速运动;
F2=5.5N时,在2-4s内小环做匀加速运动,则有:
F1-mgsinα=0?? ①
F2-mgsinα=ma
代入数据解得:m=1kg
(3)将m=1kg带入①式得:
α=30°
答:(1)小环在加速运动时的加速度?a?的大小为0.5m/s2
(2)小环的质量为1kg;
(3)细杆与水平地面之间的夹角α为30°.
解析分析:(1)从速度时间图象得到小环的运动规律,即先匀速后加速,求出加速度,得到合力,然后受力分析,根据共点力平衡条件和牛顿第二定律列式求解;
(2)通过第一问的列式计算,同样可以得出细杆与地面的倾角α.
点评:本题关键是对小球进行运动情况分析,先加速后匀速;然后受力分析,根据共点力平衡条件和牛顿第二定律列式求解.