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如图所示,底座A上装有一根直立杆,其总质量为M,杆上套有质量为m的圆环B,它与杆有摩擦.当圆环从底端以某一速度v向上飞起时,圆环的加速度大小为a,底座A不动,求圆环在升起和下落过程中,水平面对底座的支持力分别是多大?
人气:248 ℃ 时间:2020-02-04 03:10:43
解答
圆环上升时,两物体受力如右图所示,其中f1为杆给环的摩擦力,f2为环给杆的摩擦力.
对圆环:mg+f1=ma    ①
对底座:N1+f2-Mg=0   ②
由牛顿第三定律知:f1=f2 ③
由①②③式可得:N1=(M+m)g-ma 
圆环下降时,两物体受力如右图所示
对圆环:mg-f1=ma'④
对底座:Mg+f2-N2=0   ⑤
由牛顿第三定律得:f1=f2
由①可知:f1=ma-mg
代入④可得:a′=2g-a    ⑦
由④⑤⑥⑦联立,a′≠aa′≠a解得:N2=(M-m)g+ma  
答:圆环上升时水平面对底座的支持力为(M+m)g-ma;
圆环下降时,水平面对底座的支持力为(M-m)g+ma.
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