Question

【题目】如图所示，水平光滑细杆上P点套一小环，小环通过长L=1m的轻绳悬挂一夹子，夹子内夹有质量m=1kg的物块，物块两竖直侧面与夹子间的最大静摩擦力均为fm=7N．现对物块施加F=8N的水平恒力作用，物块和小环一起沿水平方向做初速度为零的匀加速直线运动，小环碰到杆上的钉子Q时立即停止运动，物块恰好相对夹子滑动，此时夹子立即锁定物块，锁定后物块仍受恒力F的作用。小环和夹子的大小及质量均不计，物块可看成质点，重力加速度g=10m/s2．求：

（1）物块做匀加速运动的加速度大小a；

（2）P、Q两点间的距离s；

（3）物块向右摆动的最大高度h。

Answer 1

【答案】（1）a=8ms/2（2）s=0.25m（3）h=1m

【解析】(1)由牛顿第二定律F=ma

解得a=4ms/2

(2)环到达Q，刚达到最大静摩擦力

由牛顿第二定律

解得vm=2m/s

根据动能定理

解得s=0.25m

(3)设物块上升的最大高度为h，水平距离为x，

由动能定理得

由几何关系得或

解得h =1m 或m（舍去）