Question

【题目】如图甲所示，在风洞实验室里，一根足够长的固定的均匀直细杆与水平方向成θ＝37°角，质量m＝1 kg的小球穿在细杆上且静止于细杆底端O处，开启送风装置，有水平向右的恒定风力F作用于小球上，在t1＝2 s时刻风停止．小球沿细杆运动的部分vt图像如图乙所示，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内的加速度a1和2～5 s内的加速度a2；

(2)小球与细杆间的动摩擦因数μ和水平风力F的大小．

Answer 1

【答案】(1)15m/s2，-10m/s2(2)0.5，50N

【解析】（1）取沿杆向上为正方向，由图象可知

在0~2 s内，加速度（方向沿杆向上）

在2~5 s内，加速度（“－”表示方向沿杆向下）

（2）有风力时的上升过程，由受力分析和牛顿第二定律有 ①

停风后的上升阶段，有

②

由②解得μ= 0.5代入①得F= 50 N