如图所示,一质量为1kg的小球套在一根固定的直杆上,直杆与水平面夹角θ为30°.现小球在F=20N的竖直向上的拉力作用下,从A点静止出发向上运动,已知杆与球间的动摩擦因数μ为,(g取10m/s2)试求:
15.小球运动的加速度a1;
16.若F作用1.2s后撤去,小球上滑过程中距A点最大距离sm;
(1)2.5 m/s2
(1)在力F作用时,撤去前小球的受力情况:重力、拉力,杆的支持力和滑动摩擦力,如图,由根2据牛顿第二定律,得
(F﹣mg)sin30°﹣μ(F﹣mg)cos30°=ma1解得a1=2.5 m/s2
通过受力分析,利用正交分解法求出物体的加速度。撤去外力后小球会用另外一个加速度减速,直到速度为零到达最高点。
加速度的求解是需要严格的正交分解法
(2)2.4m
(2)刚撤去F时,小球的速度v1=a1t1=3m/s 小球的位移
撤去力F后,小球上滑时有:mgsin30°+μmgcos30°=ma2 a2=7.5 m/s2
小球上滑时间 上滑位移
则小球上滑的最大距离为sm=s1+s2=2.4m
通过受力分析,利用正交分解法求出物体的加速度。撤去外力后小球会用另外一个加速度减速,直到速度为零到达最高点。
加速度的求解是需要严格的正交分解法