Question

（18分）如圖所示，一個質量為m的鋼性圓環套在一根固定的足夠長的水平直桿上，環的半徑略大于桿的半徑。環與桿之間的動摩擦因數為，t＝0時刻給環一個向右的初速度v₀，同時對環施加一個方向始終豎直向上的力F，已知力F的大小F＝kv（k為常數，v為環的運動速度），且有kv₀>mg。t＝t₁時刻環開始沿桿做勻速直線運動，試求：

（1）t＝0時刻環的加速度；
（2）全過程中環克服摩擦力做的功；
（3）0～t₁時間內環沿桿運動的距離。

Answer 1

⑴t＝0時刻，由牛頓第二定律得 N＋mg＝F＝kυ₀ （2分）
f＝μN＝ma（2分）
由以上兩式解得         （1分）
⑵當F＝kυ₁＝mg時，環做勻速直線運動，此時速度為（2分）
全過程克服摩擦力做的功為 （3分）
⑶由動量定理得                （2分）
由于環運動過程中每一時刻有 
所以有                        （2分）
由以上式子得                （2分）
環在t₁時間內的位移為     （2分）
其他合理解答，同樣給分。

略