如圖1,固定光滑細杆與地面成一定傾角,在杆上套有一個光滑小環,小環在沿杆方向的推力F作用下向上運動,推力F與小...
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問題詳情:
如圖1,固定光滑細杆與地面成一定傾角,在杆上套有一個光滑小環,小環在沿杆方向的推力F作用下向上運動,推力F與小環速度v隨時間變化規律如圖2所示,取重力加速度g=10m/s2.求:
(1)小環的質量m;
(2)細杆與地面間的傾角α.
【回答】
牛頓第二定律;勻變速直線運動的速度與時間的關係.
【分析】(1)從速度時間圖象得到小環的運動規律,即先加速和勻速,求出加速度,得到合力,然後受力分析,根據共點力平衡條件和牛頓第二定律列式求解;
(2)通過第一問的列式計算,同樣可以得出細杆與地面的傾角α.
【解答】解:(1)由圖得:a==0.5m/s2,
前2s,物體受到重力、支持力和拉力,根據牛頓第二定律,有:
F1﹣mgsinα=ma ①
2s後物體做勻速運動,根據共點力平衡條件,有:
F2=mgsinα ②
由①②兩式,代入數據可解得:m=1kg,α=30°.
故小環的質量m為1kg.
(2)由第一問解答得到,細杆與地面間的傾角α為30°.
知識點:牛頓第二定律
題型:計算題
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