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如图甲所示,足够长的固定光滑细杆与地面成一定倾角,在杆上套有一个光滑小环,沿杆方向给环施加一个拉力,使环由静止开始自底端沿杆向上运动,已知拉力及小环速度随时间变化

网友投稿  2022-10-29 00:00:00  互联网

◎ 题目

如图甲所示,足够长的固定光滑细杆与地面成一定倾角,在杆上套有一个光滑小环,沿杆方向给环施加一个拉力,使环由静止开始自底端沿杆向上运动,已知拉力及小环速度随时间变化的规律如图乙所示(重力加速度取10 m/s2)。

(1)求小环的质量大小
(2)若在1.5s末撤除力F,则撤除力F后物体经多长时间回到细杆底端

◎ 答案

(1)2kg (2)1s

◎ 解析


试题分析:(1)分析小环受力:重力mg,沿杆子拉力F,杆子的弹力
设杆子与水平方向倾角为θ,在0~1s内有F=5N,小环匀加速运动,


1s后F=4N,小环匀速运动,有
由图像知,0~1s内加速度
解得m=2kg
(2) 0~1s内小环向上匀加速运动的位移
在1~1.5s内匀速运动的位移
撤除力F后,小环运动加速度大小为,且,解得
撤除力F后小环继续向上减速运动,初速度v=0.5m/s,到达最高点的时间
)
时间内位移
到达最高点后,小环向下加速运动,设小环由最高点到底端时间为t2
有:
解得
撤除力F后小环运动到杆子底端总时间
点评:中等难度。多过程问题可以把每个小过程分开研究,把一个大题拆成多个小题研究可以使问题简化。

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图甲所示,足够长的固定光滑细杆与地面成一定倾角,在杆上套有一个光滑小环,沿杆方向给环施加一个拉力,使环由静止开始自底端沿杆向上运动,已知拉力及小环速度随时间变化…”主要考查了你对  【牛顿第二定律】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。



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