如图所示,长为2.0m的细杆竖直放置,其中AB部分长为0.8m且光滑,BC部分粗糙.质量为0.1kg的小环套在细杆顶端A

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  • 解题思路:(1)小环从A到B做自由落体运动,根据位移时间公式求出从A到B的时间;

    (2)根据速度时间公式求出B点的速度,结合位移时间公式求出BC段的加速度,从而结合牛顿第二定律求出滑动摩擦力的大小;

    (3)根据速度位移公式、速度时间公式求出总时间的表达式,结合数学知识求出时间的最小值时,释放点距离B点的高度.

    (1)由h1=

    1

    2gt12得:t1=

    2h1

    g=

    2×0.8

    10s=0.4s;

    (2)vB=gt1

    h2=vBt2+

    1

    2at22

    代入数据解得:a=0,

    根据平衡条件,滑动摩擦力为:

    f=mg=0.1×10N=1N.

    (3)设距B点上方h3下落,到达B点的速度为vB′,运动时间为t3

    由vB′2=2gh3得:vB′=

    2gh3

    由vB′=gt3得:t3=

    vB′

    g=

    2h3

    g,

    设BC段的时间为t4

    由h2=vB′t4得:t4=

    h2

    vB′=

    h2

    点评:

    本题考点: 自由落体运动;匀变速直线运动规律的综合运用.

    考点点评: 本题考查了运动学公式和牛顿第二定律的基本运用,掌握匀变速直线运动的位移时间公式、速度时间公式、速度位移公式,并能灵活运用.