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如图所示,风洞实验室中可产生水平方向的,大小可调节的风力,现将一套有小球的细直杆...

如图所示,风洞实验室中可产生水平方向的,大小可调节的风力,现将一套有小球的细直杆放入风洞实验室,小球孔径略大于细杆直径,(1)当杆在水平方向上固定时,调节风力大小,使小球在杆上作匀速运动,这时小球所受的风力为小球所受重力的0.5倍,求小球与杆间的动摩擦因数,(2)保持小球所受风力不变,使杆与水平方向间夹角为37并固定,则小球从静止出发在细杆上滑下距离s=0.6m所需时间为多少?(sin37°=0.6,cos37°=0.8)

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(1)小球在水平方向上受风力与滑动摩擦力作用而做匀速直线运动,由平衡条件可以动摩擦因数. (2)对小球进行受力分析,由牛顿第二定律求得小球的加速度,由运动学公式可以求出小球的运动时间. 【解析】 (1)小球做匀速直线运动,由平衡条件得:0.5ng=μmg,则动摩擦因数μ=0.5; (2)以小球为研究对象,在垂直于杆方向上,由平衡条件得:FN+0.5mgsin37°=mgcos37°, 在平行于杆方向上,由牛顿第二定律得:0.5mgcos37°+mgsin37°-μFN=ma,解得:a=9m/s2, 小球做初速度为零的匀加速直线运动,由位于公式得:s=at2,运动时间t==≈0.365s; 答:(1)动摩擦因数为0.5; (2)小球从静止出发在细杆上滑下距离s=0.6m所需时间为0.365s.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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