Question

【題目】如圖所示，固定光滑細(xì)桿與地面成一定傾角，在桿上套有一個(gè)光滑小環(huán)，小環(huán)在沿桿方向的推力F作用下向上運(yùn)動(dòng)，推力F與小環(huán)速度v隨時(shí)間變化規(guī)律如圖所示，取重力加速度g＝10m/s2。求小環(huán)的質(zhì)量m及細(xì)桿與地面間的傾角α。

Answer 1

【答案】

【解析】試題分析：由乙圖可得：0～2s內(nèi)小車的加速度是：①（4分）

將數(shù)據(jù)代入①式解得：a1=0．5（m/s2） ②

小環(huán)在上升過程中前2s內(nèi)做勻加速度直線運(yùn)動(dòng)，其受力情況如圖甲所示，由牛頓第二定律可得：

F1－mgsinα＝ma1③

小環(huán)在上升過程2s后做勻速直線運(yùn)動(dòng)，其受力情況如圖乙所示，由力的平衡知識可得：

F2＝mgsinα ④

將F1＝5．5N，F2＝5．0N代入③④，聯(lián)立方程③④解得：

m=1（kg） α＝30°