Question

如图所示，风洞实验室中可产生水平方向的，大小可调节的风力．现将一套有小球的细直杆放入风洞实验室．小球孔径略大于细杆直径．

 (1)当杆在水平方向上固定时，调节风力的大小，使小球在杆上作匀速运动，这时小球所受的风力为小球所受重力的0.5倍，求小球与杆间的动摩擦因数．

(2)保持小球所受风力不变，使杆与水平方向间夹角为固定，则小球从静止出发在细杆上滑下距离s所需时间为多少？(sin＝0.6，cos＝0.8)

Answer 1

（1） 0.5        （2）

   

解析:

(1)设小球与杆间的动摩擦因数为μ，小球在水平方向上处于平衡状态，

　　有：＝，　　①

　　　　＝μmg，　②

　　　　＝mg，　③

　　由①②③解得：μ＝0.5．

　　所以小球与杆间的动摩擦因数为0.5．

　　(2)此时，小球受力如图所示，在垂直于杆方向：

　　＋F·sin＝Gcos，　　　　①

　　在平行于杆的方向：

　　G·sin＋F·cos－＝ma，　②

　　＝μ，　　　　　　　　　　　③

　　联立①②③有：mg·0.6＋0.5mg·0.8－0.25mg＝ma，所以a＝0.75g．

　　下滑距离s所需时间由s＝得：

　　t＝．