题目内容
【题目】风动实验室可以产生水平向右、大小可以调节的风力,小米同学在风动实验室研究风力大小,进行了下述实验:将一根套有小球的细直杆OA放入风洞实验室,小球的质量为m=0.5kg,球的孔径略大于细杆的直径,杆OA的长度为L=3m,取g=10m/s2。
(1)先将杆沿着水平方向固定,如图甲所示,调节风力的大小F1=2.5N,小球恰能沿杆向右匀速运动,求小球与杆间的动摩擦因素μ;
(2)再将杆沿与水平呈θ=37o方向固定,如图乙所示。调节风力大小并保持不变,将小球从底端O点由静止释放,经过t=2s,小球滑到杆的顶端A点,求风力大小F2。(已知sin37o=0.6,cos37o=0.8)
【答案】(1)0.05;(2)4N
【解析】
(1)当杆水平放置时,小球水平方向上受风力F1和滑动摩擦力f1、竖直方向上受重力mg和细杆的支持力N1作用,由小球做匀速直线运动,有:
水平方向上:
,
竖直方向上:
,
物体所受到滑动摩擦力:
,
解得:
;
(2)其受力分析如图所示:
x轴上:
,
y轴上:
,,
解得:
F2=4N。
【题目】某同学在做探究弹力和弹簧伸长的关系的实验中,设计了图1所示的实验装置。他先测出不挂钩码时弹簧的自然长度,再将钩码逐个挂在弹簧的下端,每次都测出相应的弹簧总长度,将数据填在下面的表中。(弹簧始终在弹性限度内)
测量次序 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
弹簧弹力大小F/N | 0 | 0.49 | 0.98 | 1.47 | 1.96 | 2.45 |
弹簧总长x/cm | 6.00 | 7.16 | 8.34 | 9.48 | 10.85 | 11.75 |
根据实验数据在图2的坐标纸上已描出了测量的弹簧所受弹力大小F跟弹簧总长x之间的函数关系点,并作出了F-x图线。
(1)图线跟x坐标轴交点的物理意义是_________________;
(2)该弹簧的劲度系数k=_______________N/m。(结果保留两位有效数字)