Question

【题目】如图所示，在粗糙水平轨道OO1上的O点静止放置一质量m=0.25kg的小物块，它与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.4，O O1的距离s=4m。在O1右侧固定了一半径R=0.32m的光滑的竖直半圆弧，现用F=2N的水平恒力拉动小物块，一段时间后撤去拉力。g=10m/s2)求：

(1)为使小物块到达O1，求拉力F作用的最短时间；

(2)若将拉力变为F1，使小物块由O点静止运动至OO1的中点位置撤去拉力，恰能使小物块经过半圆弧的最高点，求F的大小。

Answer 1

【答案】（1）1s（2）3N

【解析】（1）为使小物块击中挡板，小物块必须能运动到O点，由动能定理：Fx-μmgs=0

解得x=2m

由牛顿第二定律：F-μmg=ma

解得a=4m/s2

由运动公式：x=at2

解得t=1s

（2）设小物块到达O1点的速度为v2刚好到达最高点时的速度为v,

由牛顿第二定律：mg=m

由机械能守恒定律：

在水平轨道上运动，应用动能定理：

解得F1=3N