Question

【題目】如圖甲所示，在風洞實驗室里，一根足夠長的固定的均勻直細桿與水平方向成θ＝37°角，質量m＝1 kg的小球穿在細桿上且靜止于細桿底端O處，開啟送風裝置，有水平向右的恒定風力F作用于小球上，在t1＝2 s時刻風停止．小球沿細桿運動的部分vt圖像如圖乙所示，g取10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，忽略浮力．求：

(1)小球在0～2 s內的加速度a1和2～5 s內的加速度a2；

(2)小球與細桿間的動摩擦因數(shù)μ和水平風力F的大小．

Answer 1

【答案】(1)15m/s2，-10m/s2(2)0.5，50N

【解析】（1）取沿桿向上為正方向，由圖象可知

在0~2 s內，加速度（方向沿桿向上）

在2~5 s內，加速度（“－”表示方向沿桿向下）

（2）有風力時的上升過程，由受力分析和牛頓第二定律有 ①

停風后的上升階段，有

②

由②解得μ= 0.5代入①得F= 50 N