如图所示,竖直平面内放一直角杆,杆的水平部分粗糙,竖直部分光滑,两部分各套有质量分别为mA=2.0kg和mB

2025-05-16 01:29:50
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回答1:

(1)对AB整体受力分析,受拉力F、重力G、支持力N、向左的摩擦力f和向右的弹力N1,如图

根据共点力平衡条件,有
竖直方向:N=G1+G2
水平方向:F1=f+N1
其中:f=μN
解得
N=(m1+m2)g=30N
f=μN=0.2×30N=6N
对整体在整个运动过程中运用动能定理列式,得到
WF-fs-m2g?h=0
根据几何关系,可知求B上升距离h=0.5m
故拉力F1作功WF=fs+m2g?h=6×0.5J+1×10×0.5J=8J.
(2)设细绳与竖直杆的夹角为θ,由于绳子不可伸长,则有vBcosθ=vAsinθ,
得到B上升0.5m过程A的初速度为vA1=vBcotθ1=

4
3
m/s,末速度为vA2=vBcotθ2=
3
4
m/s
由动能定理得WF-fs-m2g?h=
1
2
m
v
-
1
2
m
v

解得,WF=6.8J.
答:(1)力F1作功为8J.
(2)力F2作功为6.8J.