题目内容
在风洞实验室里,一根足够长的均匀直细杆与水平成θ = 37°固定,质量为m = 1 kg的小球穿在细杆上静止于细杆底端O,如图甲所示。开启送风装置,有水平向右的恒定风力F作用于小球上,在t1 = 2 s时刻风停止。小球沿细杆运动的部分v-t图象如图乙所示,取g = 10 m/s2,sin37° = 0.6,cos37° = 0.8,忽略浮力。求:
(1)小球在0 ~ 2 s内的加速度a1和2 ~ 5 s内的加速度a2;
(2)小球与细杆间的动摩擦因数µ和水平风力F的大小。
(1)取沿杆向上为正方向,由图象可知:
在0~2 s内:
(方向沿杆向上) ....................(2分)
在2~5 s内:
(“-”表示方向沿杆向下)...........(2分)
(2)有风力时的上升过程,由受力分析和牛顿第二定律有:
........................①(3分)
停风后的上升阶段,有:
......................................②(3分)
由②解得: μ = 0.5 ...........................................(2分)
代入①得: F = 50 N .........................................(2分)
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