Question

如圖所示，質量為M=4kg底座A上裝有長桿，桿長為1.5m，桿上有質量為m=1kg的小環，當小環從底座底部以初速度v₀=6m/s豎直向上飛起時，恰好能沖到長桿頂端，然后重新落回，小環在上升和下降過程中，受到長桿的摩擦力大小不變，在此過程中底座始終保持靜止．（g=10m/s²）求：
（1）小環上升過程中的加速度
（2）小環受到的摩擦力大小
（3）小環在下降過程中，底座對地面的壓力．

Answer 1

（1）小環上升過程，加速度的大小為 a₁=

v 20

2x

=12m/s2
（2）小環上升過程中，由牛頓第二定律得
mg+f=ma，
得f=m（a-g）=2N
（3）對底座，由平衡條件得 N=f+Mg=42N
由牛頓第三定律得知，底座對地面的壓力N′=N=42N．
答：
（1）小環上升過程中的加速度大小為12m/s²．
（2）小環受到的摩擦力大小是2N．
（3）小環在下降過程中，底座對地面的壓力是42N．