如图2所示.风洞实验室中可以产生水平方向的.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.调节风力的大小.使小球在杆上做匀速运动.这时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μ.(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.则小球从静止开始在细题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

如图2所示，风洞实验室中可以产生水平方向的、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，调节风力的大小，使小球在杆上做匀速运动，这时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μ.
（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，则小球从静止开始在细杆上滑下距离s所需时间为多少？（sin37°=0.6，cos37°=0.8）

见解析
【试题分析】
【解析】（1）设小球所受的风力为F，小球质量为m，则有

F=μmg
得 μ=F/mg=0.5mg/mg=0.5
（2）设杆对小球的支持力为F_N，摩擦力为F_μ，对小球进行受力分析，如图3所示.
沿杆方向 Fcosθ+mgsinθ-F_μ=ma
垂直于杆方向 F_N+Fsinθ-mgcosθ=0
F_μ=μF_N
由以上三式可解得
a=

由于 s=at²/2
所以 t=

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R．现将质量分别为m_l和m₂的两小球用一不可伸长的轻绳连接按图中所示的方式置于圆弧面上，球m_l放在与圆心O在同一水平面上的A点，球m₂竖直下垂．
（1）在无风情况下，若将两球由静止释放（不计一切摩擦），小球m_l沿圆弧面向上滑行，恰好到最高点C与圆弧面脱离，则两球的质量比m_l：m₂是多少？
（2）让风洞实验室内产生的风迎面吹来，释放两小球使它们运动，当小球m_l滑至圆弧面的最高点C时轻绳突然断裂，通过调节水平风力F的大小，使小球m₁恰能与洞壁无接触地落入小洞D的底部，此时小球m₁经过C点时的速度是多少？水平风力F的大小是多少（小球m₁的质量已知）？

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风洞实验室可产生水平方向的、大小可调节的风力．在风洞中有一固定的支撑架ABC，该支撑架的上表面光滑，是一半径为R的1/4圆弧面，如图所示，圆弧面的圆心在O点，O离地面高为2R，地面上的D处有一竖直的小洞，离O点的水平距。现将质量分别为m_l和m₂的两小球用一不可伸长的轻绳连接按图中所示的方式置于圆弧面上，球m_l放在与圆心O在同一水平面上的A点，球m₂竖直下垂．

(1)在无风情况下，若将两球由静止释放（不计一切摩擦），小球m_l沿圆弧面向上滑行，到最高点C与圆弧面脱离，则两球的质量比m_l : m₂是多少？

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风压就是垂直于气流方向上单位面积所受到的风的压力。某工科大学的学生研究小组进行了风洞实验，研究风速和风压之间的关系，得到的实验数据见下表:

风速（米／秒）	2	4	8	12	16	20	24	32
风压（牛／米²）	2.5	10	40	90	160	250	360	640

（1）试通过对上述实验数据的分析，归纳出风速v与风压P之间的定量关系。

（2）2007年，从乌鲁木齐驶往阿克苏的列车遭遇特大沙尘暴，列车的若干节车厢相继被吹翻。据铁路部门设在沿线的测风仪纪录，当晚当地的平均风速为32米／秒，瞬时风速最高达43．4米／秒。已知每一节车厢重G=2×10⁵N，车厢的高度为h=3米，长度L=25米，宽度d=1．5米，如图1所示。试计算当时的大风对一节车厢施加的最大水平推力有多大?

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