Question

【题目】风动实验室可以产生水平向右、大小可以调节的风力，小米同学在风动实验室研究风力大小，进行了下述实验：将一根套有小球的细直杆OA放入风洞实验室，小球的质量为m=0.5kg，球的孔径略大于细杆的直径，杆OA的长度为L=3m，取g=10m/s2。

（1）先将杆沿着水平方向固定，如图甲所示，调节风力的大小F1=2.5N，小球恰能沿杆向右匀速运动，求小球与杆间的动摩擦因素μ；

（2）再将杆沿与水平呈θ=37o方向固定，如图乙所示。调节风力大小并保持不变，将小球从底端O点由静止释放，经过t=2s，小球滑到杆的顶端A点，求风力大小F2。（已知sin37o=0.6，cos37o=0.8）

Answer 1

【答案】（1）0.05；（2）4N

【解析】

(1)当杆水平放置时，小球水平方向上受风力F1和滑动摩擦力f1、竖直方向上受重力mg和细杆的支持力N1作用，由小球做匀速直线运动，有：

水平方向上：

，

竖直方向上：

，

物体所受到滑动摩擦力：

，

解得：

；

(2)其受力分析如图所示：

x轴上：

，

y轴上：

，，

解得：

F2=4N。