题目内容

如图所示，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，调节风力大小，使小球在杆上作匀速运动，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37⁰并固定，则小球从静止出发在细杆上滑下距离s=0.6m所需时间为多少？（sin37°=0.6，cos37°=0.8）

分析：（1）小球在水平方向上受风力与滑动摩擦力作用而做匀速直线运动，由平衡条件可以动摩擦因数．
（2）对小球进行受力分析，由牛顿第二定律求得小球的加速度，由运动学公式可以求出小球的运动时间．

解答：解：（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：F_N+0.5mgsin37°=mgcos37°，
在平行于杆方向上，由牛顿第二定律得：0.5mgcos37°+mgsin37°-μF_N=ma，解得：a=9m/s²，
小球做初速度为零的匀加速直线运动，由位于公式得：s=

at²，运动时间t=

2×0.6

≈0.365s；
答：（1）动摩擦因数为0.5；
（2）小球从静止出发在细杆上滑下距离s=0.6m所需时间为0.365s．

点评：对小球进行受力分析是正确解题的前提与关键，应用平衡条件、牛顿第二定律、运动学公式即可正确解题．