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=0.6cos37o=0.8

【答案】10.05;(24N

【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

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