题目内容
【题目】如图甲所示为一风力实验示意图，一根足够长的固定细杆与水平面成θ＝37°，质量为m＝1kg的小球穿在细杆上静止于细杆底端O点，今用沿杆向上的恒定风力F作用于小球上，经时间t1＝0.2s后撤去风力，小球沿细杆运动的一段v—t图象如图乙所示(g取10 m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)．试求：
(1)小球与细杆之间的动摩擦因数；
(2)0～0.2s内风力F的大小；
(3)撤去风力F后，小球经多长时间返回底部。
【答案】(1)
；(2)
；(3)
【解析】
(1)由图知a2＝10m/s 2
由牛顿第二定律
mgsinθ＋μmgcosθ＝ma2
解得μ＝0.5。
(2)由图知a1＝20m/s 2
由牛顿第二定律
Fcosθ－mgsinθ－μ（mgcosθ＋Fsinθ）＝ma1
解得F＝60N。
(3)由图，风力F作用时间为t1＝0.2 s
撤去风力后，物体继续向上运动时间为
得t2＝0.4s。
向上的最大位移为
得
x m＝1.2m
以后物体下滑，由牛顿第二定律
mgsinθ－μmgcosθ＝ma3
解得a3＝2m/s 2。
由
得
s
总时间为t＝t 2＋t 3 ，代入数据得s≈1.5 s
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