如图1,固定光滑细杆与地面成一定倾角,在杆上套有一个光滑小环,小环在沿杆方向的推力F作用下向上运动,推力F与小环速度v随时间变化规律如图2所示,取重力加速度g=10m/s2.求: (1)

问题描述:

如图1,固定光滑细杆与地面成一定倾角,在杆上套有一个光滑小环,小环在沿杆方向的推力F作用下向上运动,推力F与小环速度v随时间变化规律如图2所示,取重力加速度g=10m/s2.求:

(1)小环的质量m;
(2)细杆与地面间的倾角α.

(1)由图得:a=

v
t
=0.5m/s2
前2s,物体受到重力、支持力和拉力,根据牛顿第二定律,有:
F1-mgsinα=ma    ①
2s后物体做匀速运动,根据共点力平衡条件,有:
F2=mgsinα       ②
由①②两式,代入数据可解得:m=1kg,α=30°.
故小环的质量m为1kg.
(2)由第一问解答得到,细杆与地面间的倾角α为30°.