Question

(9分)如图所示，底座A上装有长0.5m的直立杆，总质量为1kg，用细线悬挂，底座底面离水平地面H=0.2m，杆上套有质量为0.2kg的小环B，它与杆间有摩擦，设环与杆相对滑动时摩擦力大小始终不变，环从底座以m/s的初速度沿杆向上运动，最后恰能到达杆的顶端（取g=10m/s2）。求：

⑴环沿杆上滑过程中的加速度大小；

⑵在环上滑过程中，细线对杆的拉力大小；

⑶若小环在杆顶端时细线突然断掉，底座下落后与地面立即粘合后静止，整个过程杆没有晃动，则线断后经多长时间环第一次与底座相碰？

Answer 1

（1）15m/s2（2）9N（3）0.4s

【解析】

试题分析：⑴对环向上作匀减速运动过程，有： V 2=2a1s

得 a1= 15m/s2 （1分）

⑵对环向上作匀减速运动过程，有： mg+f=ma1

得 f= 1N

F=Mg—f

解得 F=9N （3分）

⑶对环和底座一起下落过程，有：H=gt12/2

t1==0.2s （1分）

V1=gt1=2m/s （1分）

底座静止后,环作匀加速运动,对此过程有：mg—f =ma2 （1分）

得a2=5m/s2

据L=V1 t2+ a2 t22/2 （1分）

解得t2=0.2s

故环向下运动的总时间为：t= t1+ t2=0.4s （1分）

考点：牛顿第二定律 匀变速直线运动规律