Question

风洞实验室中可以产生方向水平、速度大小可调节的风，用来研究处在流动气体中物体的受力情况．将一个套有木球的细直杆放  入风洞实验室，球受到的重力为G．球在杆上运动时，球与杆之间的滑动摩擦力跟它们之间的压力成正比，比例系数是k．如图甲所示，将杆沿平行风速的方向固定，调节风速的大小，使球恰能沿杆匀速运动．再将杆沿竖直方向固定，如图乙所示，将球从杆的上端由静止释放，保持球下滑过程中所受风力与杆处于水平方向时受到的风力大小相同．则球下滑过程中受到的滑动摩擦力为______．

Answer 1

【答案】分析：根据球与杆之间的摩擦力与压力成正比，比例系是k，可以列出关系式：f=kF_压，当杆水平放置时，压力等于球的重力G，根据关系式推出摩擦力大小，风力大小等于摩擦力，当杆竖直放置时风力大小不变，由此可知竖直放置时压力的大小，再由关系式推出竖直放置时的摩擦力．
解答：解：当杆水平放置时的压力等于重力，摩擦力为：f_水平=kG，
由于小球匀速滑动，所以风力大小等于摩擦力，即风力为kG，
当杆竖直放置时，风力大小不变，仍为kG，所以此时压力为kG
根据摩擦力与压力的关系，可知此时摩擦力为f_竖直=k×kG=k²G．
故答案为：k²G．
点评：本题解题的关键：①物体匀速直线运动时，二力平衡，大小相等；②会根据题意列出摩擦力与压力的关系式．