Question

如下图，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，调节风力的大小，使小球在杆上做匀速运动，这时小球所受的风力为小球所受重力的0.5倍，求小球与杆间的滑动摩擦因数．

(2)保持小球所受风力不变，使杆与水平方向间夹角为37°，并固定，则小球从静止出发在细杆上滑下距离s所需时间为多少？(sin37°＝0.6　cos37°＝0.8)

Answer 1

答案：
解析：

解析：(1)设小球所受的风力为F，支持力为FN，摩擦力为Ff，小球质量为m，作小球受力图，如下图， 　　当杆水平固定，即＝0时，由题意得： 　　F＝μmg　① 　　∴μ＝F/mg＝0.5 mg/mg＝0.5　② 　　(2)沿杆方向，由牛顿第二定律得： 　　Fcos＋mgsin－Ff＝ma　③ 　　垂直于杆方向，由共点力平衡条件得： 　　FN＋Fsin－mgcos＝0　④ 　　又Ff＝μN　⑤ 　　联立③④⑤式得： 　　a＝＝ 　　将F＝0.5 mg代入上式得a＝g　⑥ 　　由运动学公式得：s＝at2　⑦ 　　所以t＝＝　⑧