Question

（12分）如图所示是一个模拟风洞中的实验，空气压缩机在风洞可形成竖直向上的均匀气流。将一质量m=2kg的圆球套在与水平面成37°角的细直杆上，直杆固定不动，球内壁与杆间动摩擦因数μ=0.5，将此装置置于风洞中，气流可对球施加竖直向上的恒力F，某时刻由静止释放小球，经t=1s，小球通过的位移为S=0.5m．取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。

（1）求小球运动的加速度大小；

（2）求恒力F的大小；

（3）求运动1s内，小球机械能的变化量ΔE；

 

Answer 1

【答案】

（1）1 m/s2?? （2） 10N或30N?? （3）-5J或7J

【解析】

试题分析：（1）小球做匀加速运动，

（2）若小球向下运动，F1＜mg，由牛顿第二定律：

代入数据解得：F1=10N

若小球向上运动，F1>mg，由牛顿第二定律：

代入数据解得：F2=30N

（4）若小球沿杆向下运动，，

根据功能关系

若小球沿杆向上运动，，

根据功能关系

考点：本题考查牛顿运动定律、功能关系