如图甲所示,在风洞实验室里,一根足够长的细杆与水平面成θ=37°固定,质量m=1kg的小球穿在细杆上静止于细杆底端O点.现有水平向右的风力F作用于小球上,经时间t1=2s后停止,小

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 匀变速直线运动/2022-08-28 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图甲所示,在风洞实验室里,一根足够长的细杆与水平面成θ=37°固定,质量m=1kg的小球穿在细杆上静止于细杆底端O点.现有水平向右的风力F作用于小球上,经时间t1=2 s后停止,小球沿细杆运动的部分v-t图象如图乙所示.试求:(取g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)

小题1:小球在0~2 s内的加速度a1和2~4 s内的加速度a2
小题2:风对小球的作用力F的大小.

◎ 答案


小题1:-10 m/s2
小题2:F=60 N

◎ 解析

(1)由图象可知,在0~2 s内小球的加速度为:
a1==20 m/s2,方向沿杆向上
在2~4 s内小球的加速度为:
a2==-10 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甲所示

在y方向,由平衡条件得:
FN1=Fsin θ+mgcos θ
在x方向,由牛顿第二定律得:
Fcos θ-mgsin θ-μFN1=ma1
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:
FN2=mgcos θ
在x方向,由牛顿第二定律得:
-mgsin θ-μFN2=ma2;联立以上各式可得:F=60 N

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图甲所示,在风洞实验室里,一根足够长的细杆与水平面成θ=37°固定,质量m=1kg的小球穿在细杆上静止于细杆底端O点.现有水平向右的风力F作用于小球上,经时间t1=2s后停止,小…”主要考查了你对  【匀变速直线运动】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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