2025年陕晋青宁物理真题T10动画仿真

斜杆套杆滑块 + 弹性轻绳（原长 OQ）+ 定滑轮 —— 下滑-上滑-恰好静止

m=1kg，θ=53°，μ=0.16，k=10N/m，g=10m/s²，PQ₀=1.6m 且 PQ₀⊥OM，绳总长=OQ+QP、原长=OQ ⇒ 伸长量 x=QP，T=k·QP ｜ 参考答案 AC

实时数据

选项判定

A对。绳垂直杆分量 T·(0.6h/QP)=k·0.6h=16N 恒定 ⇒ N=16−6=10N 恒定 ⇒ f=μN=1.6N 始终不变

B错。下滑摩擦沿杆向上、上滑沿杆向下，冲量是矢量，两段等时长但方向相反

C对。下滑到 s₁=0.853m 再上滑到 s₂=1.493m 恰好静止，位移=2.133−1.493=0.64m

D错。总路程 1.92m，W=1.6×1.92=3.072J≠2.56J

倍率 t=0.00s 重力 G=10N 绳拉力 T=k·QP 杆弹力 N=10N 摩擦力 f=1.6N 速度 v ｜ 快捷键：空格 播放/暂停，R 重置，0/1/2/3 跳关键帧

s–t 图（距 O 沿杆位置）

v–t 图（沿杆速度，正=上滑）

题眼与解析（动画由下列闭式解逐帧驱动，非数值近似）：
  • 绳从 O 绕过 Q 拴到 P，总长 = OQ+QP，而原长 = OQ ⇒ 伸长量 x = QP，T = k·QP。初始 QP=1.6m 看似"绳松了"，实际 T=16N。
  • 垂直杆分量 = T·(0.6h/QP) = k·0.6h = 16N 与位置无关 ⇒ N=10N、f=1.6N 全程恒定（选项A）。
  • 沿杆分量 = T·(0.8h−s)/QP = k(0.8h−s)：等效于劲度 10N/m、锚在 s*=0.8h=2.133m 的弹簧。与重力 8N 合并后平衡位 sₑ=4/3m，ω=√10 rad/s。
  • 下滑（摩擦向上）：s(t)=1.4933+0.64cos(√10·t)，t₁=π/√10≈0.993s 到最低点 s₁=0.853m；上滑（摩擦向下）：再过半个周期到 s₂=1.493m。
  • 此时沿杆驱动方 k·|sₑ−s₂|=1.6N 恰好 ≤ 最大静摩擦 1.6N ⇒ 恰好静止，位移 0.64m（选项C）；总路程 1.92m，克服摩擦功 3.072J（选项D 错）。