如圖所示為一風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)裝置示意圖,一質(zhì)量為1kg的小球套在一根固定的直桿上,直桿與水平面夾角θ為37°.現(xiàn)小球在F=20N的豎直向上的風(fēng)力作用下,從A點(diǎn)靜止出發(fā)向上運(yùn)動(dòng),已知桿與球間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5.試求:(sin37°=0.6,con37°=0.8g=10m/s2
(1)小球運(yùn)動(dòng)的加速度a1;
(2)若F作用3s后小球到達(dá)B點(diǎn),此時(shí)使風(fēng)力大小不變,方向立即改為水平向左.則從改變風(fēng)力F開始計(jì)時(shí),小球經(jīng)多長時(shí)間將回到B點(diǎn)

【答案】分析:首先分析撤去前小球的受力情況:重力、拉力,桿的支持力和滑動(dòng)摩擦力,采用正交分解法,根據(jù)牛頓第二定律求出加速度.再用同樣的方法求出撤去后小球的加速度,運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式即可求解.
解答:解:(1)在風(fēng)力F作用時(shí)有:
(F-mg)sin37°-μ(F-mg)cos37°=ma1
a1=2 m/s2 方向沿桿向上
此時(shí)小球速度v=a1t1=6 m/s
(2)風(fēng)力方向改變后,小球加速度為a2
-mgsin37°-F cos37°-μN(yùn)=ma2
N+mg cos37°=F sin37°
解得a2=24 m/s2
經(jīng)過時(shí)間t2到達(dá)最高點(diǎn),
t2==0.25s
此處距B點(diǎn)的位移s==0.75m
小球下滑時(shí)的加速度為a3,
mgsin37°+Fcos37°-μN(yùn)=ma3
a3=18m/s2
下滑到B點(diǎn)的時(shí)間為t3
則s=
解得:t=
所以t=t2+t3=0.54s
答:(1)小球運(yùn)動(dòng)的加速度大小為2 m/s2 方向沿桿向上;
(2)若從改變風(fēng)力F開始計(jì)時(shí),小球經(jīng)0.54s將回到B點(diǎn).
點(diǎn)評:牛頓定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式是解決力學(xué)的基本方法.關(guān)鍵在于分析物體的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況.當(dāng)物體受力較多時(shí),往往采用正交分解法求加速度.本題求小球上滑過程中距A點(diǎn)最大距離,也可運(yùn)用動(dòng)能定理.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示為一風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)裝置示意圖,一質(zhì)量為1kg的小球套在一根固定的直桿上,直桿與水平面夾角θ為37°.現(xiàn)小球在F=20N的豎直向上的風(fēng)力作用下,從A點(diǎn)靜止出發(fā)向上運(yùn)動(dòng),已知桿與球間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5.試求:(sin37°=0.6,con37°=0.8g=10m/s2
(1)小球運(yùn)動(dòng)的加速度a1;
(2)若F作用3s后小球到達(dá)B點(diǎn),此時(shí)使風(fēng)力大小不變,方向立即改為水平向左.則從改變風(fēng)力F開始計(jì)時(shí),小球經(jīng)多長時(shí)間將回到B點(diǎn)

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:解答題

如圖所示為一風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)裝置示意圖,一質(zhì)量為1kg的小球套在一根固定的直桿上,直桿與水平面夾角θ為37°.現(xiàn)小球在F=20N的豎直向上的風(fēng)力作用下,從A點(diǎn)靜止出發(fā)向上運(yùn)動(dòng),已知桿與球間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5.試求:(sin37°=0.6,con37°=0.8g=10m/s2
(1)小球運(yùn)動(dòng)的加速度a1;
(2)若F作用3s后小球到達(dá)B點(diǎn),此時(shí)使風(fēng)力大小不變,方向立即改為水平向左.則從改變風(fēng)力F開始計(jì)時(shí),小球經(jīng)多長時(shí)間將回到B點(diǎn)

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

如圖所示為一風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)裝置示意圖,一質(zhì)量為1kg的小球套在一根固定的直桿上,直桿與水平面夾角θ為37°.現(xiàn)小球在F=20N的豎直向上的風(fēng)力作用下,從A點(diǎn)靜止出發(fā)向上運(yùn)動(dòng),已知桿與球間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5.試求:(sin37°=0.6,con37°=0.8g=10m/s2
(1)小球運(yùn)動(dòng)的加速度a1;
(2)若F作用3s后小球到達(dá)B點(diǎn),此時(shí)使風(fēng)力大小不變,方向立即改為水平向左.則從改變風(fēng)力F開始計(jì)時(shí),小球經(jīng)多長時(shí)間將回到B點(diǎn)

精英家教網(wǎng)

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室中可產(chǎn)生方向、大小都可以調(diào)節(jié)控制的各種風(fēng)力。如圖所示為某風(fēng)洞里模擬做實(shí)驗(yàn)的示意圖。一質(zhì)量為1kg的小球套在一根固定的直桿上,直桿與水平面夾角θ為30°。現(xiàn)小球在F=20N的豎直向上的風(fēng)力作用下,從A點(diǎn)靜止出發(fā)沿直桿向上運(yùn)動(dòng),已知桿與球間的動(dòng)摩擦因數(shù)m=。試求:

(1)小球運(yùn)動(dòng)的加速度a1

(2)若F風(fēng)力作用1.2s后撤去,求小球上滑過程中距A點(diǎn)最大距離Xm

(3)若從撤去風(fēng)力F開始計(jì)時(shí),小球經(jīng)多長時(shí)間將經(jīng)過距A點(diǎn)上方為2.25m的B點(diǎn)。

 


查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案