Question

【題目】風洞實驗室中可產生水平方向的大小可調節的風力, 現將一套有小球的細直桿放入風洞實驗室, 小球質量為m, 孔徑略大于細桿直徑, 如圖所示, 當桿在水平方向上固定時, 調節風力的大小, 使小球在桿上做勻速運動, 這時小球所受的風力為小球所受重力的0.5倍, 求

①小球與桿間的動摩擦因數

②保持小球所受風力不變, 使桿與水平方向間夾角為37°并固定, 則小球從靜止出發在細桿上滑下距離為15m時所需時間為多少?

Answer 1

【答案】①0.5 ② 2s

【解析】

①小球做勻速直線運動，由平衡條件得：

0.5mg=μmg

則動摩擦因數

μ=0.5；

②以小球為研究對象，在垂直于桿方向上，由平衡條件得：

FN+0.5mgsin37°=mgcos37°

在平行于桿方向上，由牛頓第二定律得：

0.5mgcos37°+mgsin37°-μFN=ma

解得：

a=7.5m/s2

小球做初速度為零的勻加速直線運動，由位于公式得：

運動時間