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问题详情:
在风洞实验室里,一根足够长的均匀直细杆与水平面成θ=37°固定,质量为m=1kg的小球穿在细杆上静止于细杆底端O,如图*所示.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=2s时刻风停止.小球沿细杆运动的部分v-t图象如图乙所示,取g=10m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,忽略浮力.求:
(1)小球在0~2s内的加速度a1和2~5s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.
【回答】
(1)小球在0~2s内的加速度15m/s2,方向沿杆向上;
2~5s内的加速度,方向沿杆向下.
(2)和N.
【解析】(1) 取沿杆向上为正方向,由图象可知:
在0~2s内小球的加速度为:
m/s2,方向沿杆向上
在2~5s球的加速度为:
m/s2,负号表示方向沿杆向下.
(2)有风力时的上升过程,小球的受力情况如图*所示
在y方向,由平衡条件得:
在x方向,由牛顿第二定律得:
停风后上升阶段,小球的受力情况如图乙所示
在y方向,由平衡条件得:
在x方向,由牛顿第二定律得:
联立以上各式可得:,=50N
知识点:牛顿运动定律的应用
题型:计算题
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