Question

在風(fēng)洞實驗室里，一根足夠長的均勻直細桿與水平成θ = 37°固定，質(zhì)量為m = 1 kg的小球穿在細桿上靜止于細桿底端O，如圖甲所示。開啟送風(fēng)裝置，有水平向右的恒定風(fēng)力F作用于小球上，在t₁ = 2 s時刻風(fēng)停止。小球沿細桿運動的部分v－t圖象如圖乙所示，取g = 10 m/s²，sin37° = 0.6，cos37° = 0.8，忽略浮力。求：

（1）小球在0 ~ 2 s內(nèi)的加速度a₁和2 ~ 5 s內(nèi)的加速度a₂；

（2）小球與細桿間的動摩擦因數(shù)µ和水平風(fēng)力F的大小。

      

 

Answer 1

（1）取沿桿向上為正方向，由圖象可知：

在0~2 s內(nèi)：（方向沿桿向上） ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（2分）

     在2~5 s內(nèi)：（“－”表示方向沿桿向下）．．．．．．．．．．．（2分）

（2）有風(fēng)力時的上升過程，由受力分析和牛頓第二定律有：

  ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．①（3分）

         停風(fēng)后的上升階段，有：

  ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．②（3分）

由②解得：   μ = 0.5   ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（2分）

代入①得：   F = 50 N   ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（2分）