Question

【題目】將質量m=0.1kg的圓環(huán)套在固定的水平直桿上．環(huán)的直徑略大于桿的截面直徑．環(huán)與桿間動摩擦因數(shù)μ=0.8．對環(huán)施加一位于豎直平面內斜向上，與桿夾角θ=53°的拉力F，使圓環(huán)以a=4.4m/s2的加速度沿桿運動，求F的大小．

Answer 1

【答案】解：對環(huán)受力分析，受重力、拉力、彈力和摩擦力；令Fsin53°=mg，F(xiàn)=1.25N 此時無摩擦力．

當F＜1.25N 時，桿對環(huán)的彈力向上，由牛頓定律有：

Fcosθ﹣μFN=ma，F(xiàn)N+Fsinθ=mg，

解得：F=1N

當F＞1.25N時，桿對環(huán)的彈力向下，由牛頓定律有：

Fcosθ﹣μFN=ma，F(xiàn)sinθ=mg+FN，

解得：F=9N

答：F的大小為1N或者9N．

【解析】對環(huán)受力分析，受重力、拉力、彈力和摩擦力，其中彈力可能向上，也可能向下；要分兩種情況根據(jù)牛頓第二定律列方程求解即可．