Question

【題目】如圖，將質量m＝1kg的圓環套在固定的水平直桿上。環的直徑略大于桿的截面直徑。環與桿間動摩擦因數＝0.9。對環施加一位于豎直平面內斜向上，與桿夾角＝53的拉力，（取sin53＝0.8，cos53＝0.6，g＝10m/s2）。（結果可以保留分數）

（1）逐級增大拉力，當拉力為F1 時，圓環沿桿勻速運動，求F1的大小。

（2）小明同學認為，當拉力繼續增大為F2時，環還是勻速運動，求F2的大小

（3）請進一步分析，當靜止的環受到的拉力方向不變，大小分別為下列各值時，圓環處于怎樣的運動狀態.a. 0<F3<F1 ；b. F1<F4<F2；c. F5>F2

Answer 1

【答案】（1）6.8N（2）75N（3）a.靜止；b.加速；c.靜止。

【解析】

（1）逐級增大拉力，當拉力為F1 時，圓環沿桿勻速運動，此時橫桿對環有向上的彈力，由平衡知識可知：

解得

（2）當拉力繼續增大為F2時，環還是勻速運動，此時橫桿對環有向下的彈力，由平衡知識可知：

解得

（3）a. 當0<F3<F1時，則 ，此時圓環處于靜止狀態；

b. F1<F4<F2時，。圓環處于加速運動狀態；

c. F5>F2時，則，此時圓環處于靜止狀態；