综合题12.0分
物理

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,(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

第1小题正确答案及相关解析

正确答案

(1)2.5 m/s2

解析

(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

Fmg)sin30°﹣μFmg)cos30°=ma1解得a1=2.5 m/s2

考查方向

牛顿第二定律以及运动学公式的运用

解题思路

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。

易错点

加速度的求解是需要严格的正交分解法

第2小题正确答案及相关解析

正确答案

  (2)2.4m

解析

(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=s1s2=2.4m

考查方向

牛顿第二定律以及运动学公式的运用

解题思路

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。

易错点

加速度的求解是需要严格的正交分解法