题目内容
【题目】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, 小球质量为m, 孔径略大于细杆直径, 如图所示, 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, 这时小球所受的风力为小球所受重力的0.5倍, 求
①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为15m时所需时间为多少?
【答案】①0.5 ② 2s
【解析】
①小球做匀速直线运动,由平衡条件得:
0.5mg=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=7.5m/s2
小球做初速度为零的匀加速直线运动,由位于公式得:
运动时间
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