题目内容
【题目】天羽同学学习了风洞是可以产生水平方向、风速大小可以调节的风力的设备，准备在风洞实验室进行如下实验。现将个套有小球的细直杆AO放入风洞实验室，小球的质量m＝1kg，球的孔径略大于细杆的直径，杆AO的长度为h＝1.45m，g取10m/s2。
（1）先将杆沿水平方向固定，如图（1）所示，调节风力的大小为F1＝8N，小球恰能沿杆匀速运动，求小球与杆的动摩擦因数μ1；
（2）再将杆沿竖直方向固定，杆AB处于无风部分，长度h1＝0.45m。风洞的风仅吹向杆的BO部分，长度为h2＝1.00m。如图（2）所示，改变风速大小为F2并保持恒定，将小球从顶端A处由静止释放到底端O点，恰好到达底端O点小球速度为零。求小球从A点滑至O点经历的时间t及风力大小F2。
【答案】（1）0.8（2）0.97s， 18.125N。
【解析】
（1）根据小球匀速运动可知小球所受摩擦力，根据滑动摩擦力公式
以及小球竖直方向的受力情况
即可联立解得动摩擦因数μ1。
（2）杆竖直放置时，对小球受力分析，结合动能定理可求得小球到B处的速度大小，根据平均速度公式可求得从A到O的运动时间，全过程应用动能定理即可求得F2的大小。
（1）杆水平放置时，小球水平方向受风力F1和滑动摩擦力Ff1、竖直方向受重力mg和细杆的支持力同FN1，
由题意知小球做匀速直线运动，
水平方向有：
在竖直方向有：
物体所受滑动摩擦力：
解得：
（2）设小球到B的速度为v，从A到B的过程由动能定理得：
解得：
由平均速度公式得：
解得：
全程有动能定理得：
解得：
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