题目内容
15．第十届中国国际航展于2014年11月16日在珠海落幕．参展的俄制苏35 战机（如图甲所示）单机飞行表演出尽风头，俄制苏35战机在飞机设计、制造过程中 要进行风洞实验，用来搜集分析有关数据．如图乙所示，在风洞实验室里，一根足够长且固定在竖直平面的均匀细直杆与水平方向成θ=37°角，质量m=2kg的小球穿在细杆上且静止于距细杆底端0较远的某处．开启送风装置，有水平向左的恒定，风力F作用于小球上，在t1=2.5s时刻送风停止．小球沿细杆运动的部分v-t图象如图丙所示，已知送风时小球对直杆仍然有垂直于直杆向下的压力作用，g取10m/s2，sin 37°=0.6，cos37°=0.8．求：
（l）小球与细杆间的动摩擦因数μ．
（2）水平风力F的大小．
分析 （1）根据图象在2.5s后做匀速运动，通过共点力平衡求出小球与细杆之间的动摩擦因数大小．
（2）根据速度时间图线得出加速度的大小，结合牛顿第二定律求出水平风力的大小．
解答 解：（1）由速度图象可知，在2.5s以后，小球做匀速运动，由平衡条件有：
mgsinθ-μmgcosθ=0，
代入数据解得：μ=0.75．
（2）由牛顿第二定律有：mgsinθ+Fcosθ-μFN=ma，
FN+Fsinθ-mgcosθ=0，
由图象知，小球在加速阶段的加速度大小为：$a=\frac{△v}{△t}=\frac{35}{2.5}=14m/{s}^{2}$
代入数据解得：F=22.4N．
答：（1）小球与细杆间的动摩擦因数μ为0.75；
（2）水平风力F的大小为22.4N．
点评 本题考查了牛顿第二定律和速度时间图线的综合，通过图线得出小球的运动规律，结合共点力平衡和牛顿第二定律综合求解，难度中等．
练习册系列答案
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10．
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7．
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如图所示，小物体A与圆盘保持相对静止，跟着圆盘一起作匀速圆周运动，则A的受力情况正确的是（ ）| A． | 重力，支持力 | B． | 重力，支持力，摩擦力 | ||
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5．
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如图所示，条形磁铁放在桌面上，一条通电的直导线由S极的上端平移到N极的上端，在此过程中，导线保持与磁铁垂直，导线的通电方向如图所示，则这个过程中磁铁受力情况为（ ）| A． | 摩擦力的方向由向右变为向左 | B． | 摩擦力的方向保持不变 | ||
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