Question

【題目】風洞實驗室中可產生水平方向的，大小可調節的風力．現將一套有球的細直桿放入風洞實驗室．小球孔徑略大于細桿直徑．如圖所示．

（1）當桿在水平方向上固定時，調節風力的大小，使小球在桿上做勻速運動，這時小球所受的風力為小球所受重力的0.5倍，求小球與桿間的動摩擦因數．

（2）保持小球所受風力不變，使桿與水平方向夾角為37°并固定，則小球從靜止出發在細桿上滑下距離s=3.75m所需時間為多少？（sin37°=0.6，cos37°=0.8）

Answer 1

【答案】（1）0.5；（2）1s

【解析】試題分析：（1）小球在水平方向上受風力與滑動摩擦力作用而做勻速直線運動，由平衡條件可以動摩擦因數．（2）對小球進行受力分析，由牛頓第二定律求得小球的加速度，由運動學公式可以求出小球的運動時間．

（1）小球做勻速直線運動，由平衡條件得： ，則動摩擦因數μ=0.5；

（2）以小球為研究對象，在垂直于桿方向上，由平衡條件得： ，

在平行于桿方向上，由牛頓第二定律得： ，

代入數據解得： ，

小球做初速度為零的勻加速直線運動，由位于公式得：

運動時間為；