Question

如图甲所示为一风力实验示意图．开始时，质量为m=1kg的小球穿在固定的足够长的水平细杆上，并静止于O点．

如图甲所示为一风力实验示意图．开始时，质量为m=1kg的小球穿在固定的足够长的水平细杆上，并静止于O点．现用沿杆向右的恒定风力F作用于小球上，经时间t1=0.4s后撤去风力，小球沿细杆运动的v-t图象如图乙所示（g取10m/s2）．试求：（1）小球沿细杆滑行的距离；（2）小球与细杆之间的动摩擦因数；（3）风力F的大小．

Answer 1

（1）由图象可得面积表示位移可得：
x＝

2×1.2

2

m＝1.2m；
（2）减速阶段的加速度大小：
a₂=

△v

△t

=

2

1.2?0.4

m/s2＝2.5m/s2
又：
μmg=ma₂
得：
μ=

a2

g

＝

2.5

10

＝0.25；
（3）加速阶段的加速度大小：
a₁=

△v

△t

═

2

0.4

m/s2＝5m/s2
F-μmg=ma₁
得：
F=μmg+ma₁=1×5+0.25×1×10=7.5N；
答：（1）小球沿细杆滑行的距离为1.2m；
（2）小球与细杆之间的动摩擦因数0.25；
（3）风力F的大小为7.5N．