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如图所示为一风洞实验装置示意图,一质量为1kg的小球套在一根固定的直杆上,直杆与水平面夹角θ为37°.现小球在F=20N的竖直向上的风力作用下,从A点静止出发向上运动,已知杆与
网友投稿 2022-10-29 00:00:00 互联网
◎ 题目
如图所示为一风洞实验装置示意图,一质量为1kg的小球套在一根固定的直杆上,直杆与水平面夹角θ为37°.现小球在F=20N的竖直向上的风力作用下,从A点静止出发向上运动,已知杆与球间的动摩擦因数μ=0.5.试求:(sin37°=0.6,con37°=0.8g=10m/s
2
)
(1)小球运动的加速度a
1
;
(2)若F作用3s后小球到达B点,此时使风力大小不变,方向立即改为水平向左.则从改变风力F开始计时,小球经多长时间将回到B点
◎ 答案
(1)在风力F作用时有:
(F-mg)sin37°-μ(F-mg)cos37°=ma
1
a
1
=2 m/s
2
方向沿杆向上
此时小球速度v=a
1
t
1
=6 m/s
(2)风力方向改变后,小球加速度为a
2
-mgsin37°-F cos37°-μN=ma
2
N+mg cos37°=F sin37°
解得a
2
=24 m/s
2
经过时间t2到达最高点,
t
2
=
v
a
2
=0.25s
此处距B点的位移s=
0+v
2
t
2
=0.75m
小球下滑时的加速度为a
3
,
mgsin37°+Fcos37°-μN=ma
3
a
3
=18m/s
2
下滑到B点的时间为t
3
,
则s=
1
2
a
3
t
3
2
解得:t=
3
6
s
所以t=t
2
+t
3
=0.54s
答:(1)小球运动的加速度大小为2 m/s
2
方向沿杆向上;
(2)若从改变风力F开始计时,小球经0.54s将回到B点.
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析,试题“如图所示为一风洞实验装置示意图,一质量为1kg的小球套在一根固定的直杆上,直杆与水平面夹角θ为37°.现小球在F=20N的竖直向上的风力作用下,从A点静止出发向上运动,已知杆与…”主要考查了你对 【滑动摩擦力、动摩擦因数】,【力的合成】,【牛顿第二定律】 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。
http://www.00-edu.com/html/202210/341821.html
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