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试题详情

质量为M、长为L的杆水平放置,杆两端A、B系着长为3L的不可伸长且光滑的柔软轻绳,绳上套着一质量为m的小铁环。已知重力加速度为g,不计空气影响。

(1)现让杆和环均静止悬挂在空中,如图甲,求绳中拉力的大小:

(2)若杆与环保持相对静止,在空中沿AB方向水平向右做匀加速直线运动,此时环恰好悬于A端的正下方,如图乙所示。

①求此状态下杆的加速度大小a;

①为保持这种状态需在杆上施加一个多大的外力,方向如何?

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试题答案

见解析。

试题解析

(1)如图1,设平衡时,绳中拉力为T,有

由图知②   由①②式解得

(2)①此时,对小铁环受力分析如图2,有

 ⑤

由图知。,代入④⑤式解得

②如图3,设外力F与水平方向成角,将杆和小铁环当成一个整体,有 ⑦

 ⑧

由⑥⑦⑧式解得       

少年,再来一题如何?
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