Question

2012上海高考物理题

1（2012?上海物理）如图，将质量m=0.1kg的圆环套在固定的水平直杆上。环 的直径略大于杆的截面直径。环与杆间动摩擦因数μ=0. 8。对环施加一位于竖直平面 内斜向上，与杆夹角θ=53°的拉力F，使圆环以a=4.4m/s2的加速度沿杆运动，求F的 大小。

Answer 1

对环受力分析，受重力、拉力、弹力和摩擦力；令Fsin53°=mg，F=1.25N 此时无摩擦力．
当F＜1.25N 时，杆对环的弹力向上，由牛顿定律Fcosθ-μFN=ma，FN+Fsinθ=mg，解得F=1N
当F＞1.25N时，杆对环的弹力向下，由牛顿定律Fcosθ-μFN=ma，Fsinθ=mg+FN，解得F=9N
答：F的大小为1N或者9N．