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

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37 0 并固定，则小球从静止出发在细杆上滑下距离s=0.6m所需时间为多少？（sin37°=0.6，cos37°=0.8）

Answer 1

（1）小球做匀速直线运动，由平衡条件得：0.5ng=μmg，则动摩擦因数μ=0.5； （2）以小球为研究对象，在垂直于杆方向上，由平衡条件得：F N +0.5mgsin37°=mgcos37°， 在平行于杆方向上，由牛顿第二定律得：0.5mgcos37°+mgsin37°-μF N =ma，解得：a=9m/s 2 ， 小球做初速度为零的匀加速直线运动，由位于公式得：s= 1 2 at 2 ，运动时间t= 2s a = 2×0.6 9 ≈0.365s； 答：（1）动摩擦因数为0.5； （2）小球从静止出发在细杆上滑下距离s=0.6m所需时间为0.365s．