一道物理力学综合题一个质量为m的圆环套在一根固定的水平直杆上,环
一个质量为m的圆环套在一根固定的水平直杆上,环与杆的动摩擦因数为u,现给环一个向右的初速度Vo,如果环在沿杆过程中还受到一个方向始终竖直向上的力F的作用,已知F=kv(k为常数,v为速度),试讨论环在整个运动过程中克服摩擦力所做的功(设杆足够长)。
这个问题中,我们只要把环在移动过程中重力与向上的力F的大小关系讨论清楚就很好做了, 因为在最初时圆环速度最大,此时力F也最大,在随后在过程中由于速度的不断减小而力F不断减小,我们可以对最初状态下F,G大小进行比较,重力以G表示, 情况一:最初F>G,所以此时环的下部贴住杆,竖直方向受到向上的合力,,受向左的摩擦力, 但由于的速度在摩擦力的作用下减小,所以在某一时刻F将减小至与G一样大,此后环所受竖直方向的合力将是竖直向下,环的上部贴住杆,受向左的摩擦力,最后停止,这时克服摩擦力所做的功=初动能=1/2mVo2 情况二:最初F<G,,所以此时环的上部贴住杆,竖直方向受到向上的合力,,受向左的摩擦力,最后停止,这时克服摩擦力所做的功=初动能=1/2mVo2 情况三:最初F=G,所以此时环的上下部分均不与杆接触,就没有受到摩擦力的作用,将一直以速度Vo向右运动下去..这时克服摩擦力作功为0 这道题是一道洛伦磁力与重力题的简化,我们只要把物体受什么力及所受力的大小关系比较好就OK了