Question

【題目】如圖所示為一風(fēng)力實(shí)驗(yàn)示意圖，一根足夠長的固定細(xì)桿與水平面成θ=37°，質(zhì)量為m=1kg的小球穿在細(xì)桿上靜止于細(xì)桿底端O點(diǎn)，今用水平向右的恒定風(fēng)力F作用于小球上，經(jīng)時(shí)間t1=0．2s后撤去風(fēng)力，小球沿細(xì)桿運(yùn)動(dòng)的一段v—t圖象如圖乙所示（取g=10m/s2，sin37°=0．6，cos37°=0．8）。試求：

（1）小球與細(xì)桿之間的動(dòng)摩擦因數(shù)；

（2）0～0．2s內(nèi)風(fēng)力F的大小；

（3）撤去風(fēng)力F后，小球經(jīng)多長時(shí)間返回底部。

Answer 1

【答案】（1）0．5（2）60N（3）1．5s

【解析】試題分析：（1）由圖知a 2＝10 m/s 2

由牛頓第二定律mgsinθ＋μmgcosθ＝ma 2 解得μ＝0．5

（2）由圖知a 1＝20 m/s 2

由牛頓第二定律Fcosθ－mgsinθ－μ（mgcosθ＋Fsinθ）＝ma 1 解得F＝60 N

（3）由圖，風(fēng)力F作用時(shí)間為t 1＝0．2 s

撤去風(fēng)力后，物體繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)時(shí)間為得t 2＝0．4 s

向上的最大位移為得x m＝1．2 m

以后物體下滑，由牛頓第二定律mgsinθ－μmgcosθ＝ma 3 解得a 3＝2 m/s 2

由 得s

總時(shí)間為t＝t 2＋t 3 代入數(shù)據(jù)得s≈1．5 s