如圖1示,箱子A連同固定在箱子底部的豎直桿的總質(zhì)量為M=10kg.箱子內(nèi)部高度H=3.75m,桿長(zhǎng)h=2.5m,另有一質(zhì)量為m=2kg的小鐵環(huán)B套在桿上,從桿的底部以v
0=10m/s的初速度開始向上運(yùn)動(dòng),鐵環(huán)B剛好能到達(dá)箱頂,不計(jì)空氣阻力,g取10m/s
2.求:
(1)在鐵環(huán)沿著桿向上滑的過程中,求所受到的摩擦力大小為多少.甲同學(xué)認(rèn)為可以對(duì)鐵環(huán)進(jìn)行受力分析,應(yīng)用牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)的公式求解;乙同學(xué)認(rèn)為可以對(duì)鐵環(huán)進(jìn)行受力分析,從鐵環(huán)開始運(yùn)動(dòng)到鐵環(huán)到達(dá)最高點(diǎn)的全過程應(yīng)用動(dòng)能定理求解.你認(rèn)為哪個(gè)同學(xué)的方法在書寫和計(jì)算上比較簡(jiǎn)單?請(qǐng)用這種簡(jiǎn)單的方法求出摩擦力的大。
(2)在圖2坐標(biāo)中,畫出鐵環(huán)從箱底開始上升到第一次返回到箱底的過程中箱子對(duì)地面的壓力隨時(shí)間變化的圖象(要求寫出對(duì)重點(diǎn)數(shù)據(jù)的簡(jiǎn)要的推算步驟)
(3)若鐵環(huán)與箱底每次碰撞都沒有能量損失,求小環(huán)從開始運(yùn)動(dòng)到最終停止在箱底,所走過的總路程是多少?