如圖所示,一個質(zhì)量為m的圓環(huán)套在一根固定的水平直桿上,環(huán)與桿的動摩擦因數(shù)為μ,現(xiàn)給環(huán)一個向右的初速度v
0,如果環(huán)在運動過程中還受到一個方向始終豎直向上的力F的作用,已知F=kv(k為常數(shù),v為速度),試討論環(huán)在運動過程中克服摩擦力所做的功.(假設(shè)桿足夠長)
![](http://hiphotos.baidu.com/zhidao/pic/item/3ac79f3df8dcd10093315a90718b4710b8122fd5.jpg)
根據(jù)題意有對于小環(huán)的運動,根據(jù)環(huán)受豎直向上的拉力F與重力mg的大小分以下三種情況討論:
(1)當mg=kv
0時,即v
0=
時,環(huán)做勻速運動,W
f=0,環(huán)克服摩擦力所做的功為零
(2)當mg>kv
0時,即v
0<
時,環(huán)在運動過程中做減速運動,直至靜止.由動能定理得環(huán)克服摩擦力所做的功為W
f=
m
(3)當mg<kv
0時,即v
0>
時,環(huán)在運動過程中先做減速運動,當速度減小至滿足mg=kv時,即v=
時環(huán)開始做勻速運動.由動能定理得摩擦力做的功
W
f=
mv2?m=?m環(huán)克服摩擦力所做的功為
m?答:環(huán)在運動過程中克服摩擦力所做的功為:
(1)v
0=
時,環(huán)做勻速運動,W
f=0,環(huán)克服摩擦力所做的功為零
(2)v
0<
時,環(huán)克服摩擦力所做的功為W
f=
m
(3)v
0>
時,環(huán)克服摩擦力所做的功為
m?