Question

16．風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室可以產(chǎn)生水平方向、速度大小可調(diào)節(jié)的風(fēng)，用來(lái)研究處在流動(dòng)氣體中物體的受力情況．現(xiàn)將一個(gè)套有小球的細(xì)直桿放入風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室，小球的質(zhì)量是m=1千克，球的孔徑略大于細(xì)桿的直徑，桿沿平行風(fēng)速的方向固定，如圖甲所示．調(diào)節(jié)風(fēng)速的大小，記錄木球的速度變化情況，得到木球的速度v與時(shí)間t的關(guān)系圖，如圖乙所示．
（1）根據(jù)圖乙判斷木球在6秒內(nèi)的動(dòng)能變化情況是先變大后不變．
（2）木球與桿之間的滑動(dòng)摩擦力是受到的壓力的0.8倍，求第4秒～第6秒間風(fēng)力對(duì)木球所做的功
（3）有同學(xué)認(rèn)為木球在第3秒受到的摩擦力比第5秒受到摩擦力小一些，請(qǐng)判斷這一說(shuō)法是否正確并簡(jiǎn)要說(shuō)明理由．

Answer 1

分析 （1）動(dòng)能的大小與質(zhì)量、速度有關(guān)，通過(guò)分析質(zhì)量、速度可得動(dòng)能的變化；
（2）由圖可知木球在第4秒～第6秒間做勻速運(yùn)動(dòng)，已知滑動(dòng)摩擦力是受到的壓力的0.8倍可求摩擦力，即風(fēng)力大小，再根據(jù)功的公式W=Fs可求；
（5）滑動(dòng)摩擦力的大小與壓力大小和接觸面粗糙程度有關(guān)．

解答 解：（1）由圖可知，木球在6秒內(nèi)的速度由0變?yōu)?m/s，木球的質(zhì)量不變，故木球的動(dòng)能變化情況是先變大后不變；
（2）由圖乙可知，木球在第4秒～第6秒間做速度為4m/s的勻速直線運(yùn)動(dòng)，
木球處于平衡狀態(tài)，F(xiàn)=f=0.8G=0.8mg=0.8×1kg×10N/kg=8N，
由v=$\frac{s}{t}$可得，木球移動(dòng)的距離：s=vt=4m/s×2s=8m，
風(fēng)力對(duì)木球所做的功：W=Fs=8N×8m=64J；
（3）由圖乙可知，木球在第3秒時(shí)處于加速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，摩擦力為滑動(dòng)摩擦力，與第5s摩擦力大小相等，因?yàn)榛瑒?dòng)摩擦力的大小與壓力大小和接觸面粗糙程度有關(guān)，壓力與接觸面粗糙都不變，故說(shuō)法不正確，滑動(dòng)摩擦力不變．
故答案為：（1）先變大后不變；（2）第4秒～第6秒間風(fēng)力對(duì)木球所做的功為64J；（3）不正確；因?yàn)榛瑒?dòng)摩擦力的大小與壓力大小和接觸面粗糙程度有關(guān)，壓力與接觸面粗糙都不變，故說(shuō)法不正確，滑動(dòng)摩擦力不變．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查動(dòng)能、功、滑動(dòng)摩擦力的知識(shí)，是一道綜合題．