Question

如图所示，底座A上装有长为0.5 m的直立杆B，A、B总质量为0.2 kg，杆上套有一质量为0.05 kg的小环C，它与杆之间有摩擦.当环从底座开始以4 m/s的初速度上升时，刚好能沿杆升到杆顶，则在环上升的过程中加速度的大小为      m/s²，底座对水平地面的压力为      N.（底座始终未离开地面）

Answer 1

16   1.7

解析:用a表示环上升时的加速度大小，由匀变速运动的公式得：

v₀²=2as,a= m/s²=16 m/s²,方向竖直向下.

对环进行研究，据牛顿第二定律得：m_Cg+F_BC=m_Ca

所以F_BC=m_Ca-m_Cg=m_C(a-g)=0.05×(16-10) N=0.3 N

根据牛顿第三定律，C环对杆B的摩擦力大小F_CB=0.3 N，方向竖直向上.

对底座研究，由平衡条件得

F_N+F_CB=（m_A+m_B)g，那么F_N=(m_A+m_B)g-F_CB=0.2×10 N-0.3 N=1.7 N

据牛顿第三定律，底座对地面的压力大小为

F_N′=F_N=1.7 N.