[题目]质量为10kg的环在F=140N的恒定拉力作用下.沿粗糙直杆由静止从杆的底端开始运动.环与杆之间的动摩擦因数μ=0.5.杆与水平地面的夹角θ=37°.拉力F作用一段时间后撤去.环在杆上继续上滑了0.5s后.速度减为零.取g=10m/s2.sin37°=0.6.cos37°=0.8.杆足够长.求:(1)拉力F作用的时间,(2)环运动到杆底端时的� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】质量为10kg的环在F=140N的恒定拉力作用下，沿粗糙直杆由静止从杆的底端开始运动，环与杆之间的动摩擦因数μ=0.5，杆与水平地面的夹角θ=37°，拉力F作用一段时间后撤去，环在杆上继续上滑了0.5s后，速度减为零，取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，杆足够长，求：

(1)拉力F作用的时间；

(2)环运动到杆底端时的速度大小．

【答案】(1)t1=1s (2)

【解析】

(1)环先沿杆做匀变速直线运动，对环进行受力分析即可求出拉力F的作用时间．

(2)由位移公式分别求出两个过程的位移，位移之和等于环沿杆向上运动的总距离s．根据速度位移公式求出环滑回底端时的速度大小．

(1)撤去拉力后，根据牛顿第二定律可知mgsinθ+μmgcosθ=ma2

结合速度时间公式可知0=v1-a2t2

联立解得v1=5m/s

撤去拉力F前Fcosθ-mgsinθ-μ（Fsinθ-mgcosθ）=ma1

v1=a1t1

解得:t1=1s

(2)在下滑过程中根据牛顿第二定律可知mgsinθ-μmgcosθ=ma3

物体上滑的位移为

下滑过程中根据速度位移公式可知v2=2a3s

解得:

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(ⅳ)由静止释放小球，测量小球离开弹簧后经过光电门的时间t，计算出小球离开弹簧的速度v

(ⅴ) 改变弹簧的压缩量，重复步骤(ⅲ)、(ⅳ)多次

(ⅵ) 分析数据，得出小球的质量

该同学在地面上进行了上述实验，请回答下列问题

(1)步骤(ⅰ)中游标卡尺示数情况如图(b)所示，小球的直径d＝___cm；

(2)某一次步骤(ⅲ) 中测得弹簧的压缩量为1 cm，对应步骤(ⅳ)中测得小球通过光电门的时间为7.50 ms，则此次小球离开弹簧的速度v＝______m/s；

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