Question

如圖所示，風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室中可產(chǎn)生水平方向的，大小可調(diào)節(jié)的風(fēng)力，現(xiàn)將一套有小球的細(xì)直桿放入風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室，小球孔徑略大于細(xì)桿直徑，（1）當(dāng)桿在水平方向上固定時(shí)，調(diào)節(jié)風(fēng)力大小，使小球在桿上作勻速運(yùn)動(dòng)，這時(shí)小球所受的風(fēng)力為小球所受重力的0.5倍，求小球與桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)，（2）保持小球所受風(fēng)力不變，使桿與水平方向間夾角為37⁰并固定，則小球從靜止出發(fā)在細(xì)桿上滑下距離s=0.6m所需時(shí)間為多少？（sin37°=0.6，cos37°=0.8）

Answer 1

（1）小球做勻速直線運(yùn)動(dòng)，由平衡條件得：0.5ng=μmg，則動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5；
（2）以小球?yàn)檠芯繉?duì)象，在垂直于桿方向上，由平衡條件得：F_N+0.5mgsin37°=mgcos37°，
在平行于桿方向上，由牛頓第二定律得：0.5mgcos37°+mgsin37°-μF_N=ma，解得：a=9m/s²，
小球做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，由位于公式得：s=

1

2

at²，運(yùn)動(dòng)時(shí)間t=

2s a

=

2×0.6 9

≈0.365s；
答：（1）動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5；
（2）小球從靜止出發(fā)在細(xì)桿上滑下距離s=0.6m所需時(shí)間為0.365s．