作业帮高一物理,求大神详细解答!
来源：学生作业帮 编辑：拍题作业网作业帮 分类：物理作业 时间：2024/04/29 13:35:18
高一物理,求大神详细解答!
如图所示,质量为m的中空小球套在倾角为α的杆子上,小球孔径略大于杆直径,小球在竖直方向的力F作用下沿杆斜向上匀速运动,小球与杆之间的动摩擦因素为μ（μ≠tanθ）,求作用力F的大小.如小球在竖直向上的力F作用下沿杆斜向下匀速运动,作用F又为多大?如果μ=tanθ,作用力F又如何?
对小球受力分析,向上匀速运动,受到重力mg竖直向下,拉力F竖直向上,杆子对小球的压力N垂直于杆向下,摩擦力f沿着杆向下(一定要做图）
把F和mg的合力算作一个F',则小球受到3个力：F',N,f,
F'=F-mg f=u*N
根据匀速,平衡条件,这三个力构成一个直角三角形,F'为三角形的斜边,N,f为直角边：
f=N*tan(theta) 与比较知：u=tan(theta),这与u≠tan(theta)矛盾,矛盾表明,N=0,f=0.即拉力符合F'=F-mg=0==》拉力F=mg
同理,若u≠tan(theta),小球沿着杆向下匀速下滑时,拉力也等于小球重力F=mg(这并不难理解,尽管u不等于零,但是因为小球与杆的弹力为零,所以根据滑动摩擦力公式,摩擦力必为零）
若u=tan(theta),则只要F>mg,拉力F的大小可以是任意的.只要给出一个初速度,就能使得小球沿着杆上滑或者下滑（取决于初速度方向）
把F和mg的合力算作一个F',则小球受到3个力：F',N,f,
F'=F-mg f=u*N
根据匀速,平衡条件,这三个力构成一个直角三角形,F'为三角形的斜边,N,f为直角边：
f=N*tan(theta) 与比较知：u=tan(theta),这与u≠tan(theta)矛盾,矛盾表明,N=0,f=0.即拉力符合F'=F-mg=0==》拉力F=mg
同理,若u≠tan(theta),小球沿着杆向下匀速下滑时,拉力也等于小球重力F=mg(这并不难理解,尽管u不等于零,但是因为小球与杆的弹力为零,所以根据滑动摩擦力公式,摩擦力必为零）
若u=tan(theta),则只要F>mg,拉力F的大小可以是任意的.只要给出一个初速度,就能使得小球沿着杆上滑或者下滑（取决于初速度方向）