Question

【题目】如图所示为一风洞实验装置示意图，一质量为的小球套在一根固定的直杆上，直杆与水平面夹角为。现小球在F=20N的竖直向上的风力作用下，从点静止出发向上运动，已知杆与球间的动摩擦因数。（sin37°=0．6，con37°=0．8， g=10m/s2）

试求：

（1）小球运动的加速度；

（2）若作用后小球到达点，此时使风力大小不变，方向立即改为水平向左。则从改变风力 开始计时，小球经多长时间将回到点。

Answer 1

【答案】（1）2m/s2；（2）0．54s。

【解析】

试题分析：

（1）在风力F作用时有：（F－mg）sin37－μ（F－mg）cos37=ma；

a1=2m/s2，方向沿杆向上；此时小球速度v=a1t1=6m/s；

（2）风力方向改变后，小球加速度为a2

则mgsin37－Fcos37－μN=ma2；N+mgcos37=Fsin37

解得a2=24m/s2，

经过时间t2到达最高点，t2==0．25s；

此处距B点的位移s=t2=0．75m

小球下滑时的加速度这a3，则mgsin37+Fcos37－μN=ma3，解得a3=18m/s2，

下滑到B点的时间为t3，则s=a3t32，解得t=s；

所以t=t2+t3=0．54s。