如圖2所示,風(fēng)洞實驗室中可以產(chǎn)生水平方向的、大小可調(diào)節(jié)的風(fēng)力,現(xiàn)將一套有小球的細直桿放入風(fēng)洞實驗室,小球孔徑略大于細桿直徑.
(1)當(dāng)桿在水平方向上固定時,調(diào)節(jié)風(fēng)力的大小,使小球在桿上做勻速運動,這時球所受的風(fēng)力為小球所受重力的0.5倍,求小球與桿間的動摩擦因數(shù)μ.
(2)保持小球所受風(fēng)力不變,使桿與水平方向間夾角為37°并固定,則小球從靜止開始在細桿上滑下距離s所需時間為多少?(sin37°=0.6,cos37°=0.8)

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【試題分析】
【解析】(1)設(shè)小球所受的風(fēng)力為F,小球質(zhì)量為m,則有
F=μmg
得          μ=F/mg=0.5mg/mg=0.5
(2)設(shè)桿對小球的支持力為FN,摩擦力為Fμ,對小球進行受力分析,如圖3所示.
沿桿方向     Fcosθ+mgsinθ-Fμ=ma
垂直于桿方向  FN+Fsinθ-mgcosθ=0
Fμ=μFN
由以上三式可解得
a=
由于    s=at2/2
所以    t=
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

風(fēng)洞實驗室可產(chǎn)生水平方向的、大小可調(diào)節(jié)的風(fēng)力.在風(fēng)洞中有一固定的支撐架ABC,該支撐架的上表面光滑,是一半徑為R的
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圓弧面,如圖所示,圓弧面的圓心在O點,O離地面高為2R,地面上的D處有一豎直的小洞,離O點的水平距
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R
.現(xiàn)將質(zhì)量分別為ml和m2的兩小球用一不可伸長的輕繩連接按圖中所示的方式置于圓弧面上,球ml放在與圓心O在同一水平面上的A點,球m2豎直下垂.
(1)在無風(fēng)情況下,若將兩球由靜止釋放(不計一切摩擦),小球ml沿圓弧面向上滑行,恰好到最高點C與圓弧面脫離,則兩球的質(zhì)量比ml:m2是多少?
(2)讓風(fēng)洞實驗室內(nèi)產(chǎn)生的風(fēng)迎面吹來,釋放兩小球使它們運動,當(dāng)小球ml滑至圓弧面的最高點C時輕繩突然斷裂,通過調(diào)節(jié)水平風(fēng)力F的大小,使小球m1恰能與洞壁無接觸地落入小洞D的底部,此時小球m1經(jīng)過C點時的速度是多少?水平風(fēng)力F的大小是多少(小球m1的質(zhì)量已知)?

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖17所示的風(fēng)洞是對許飛機導(dǎo)彈性能進行檢測的一種高科技產(chǎn)物,現(xiàn)代汽車的生產(chǎn)也有運用風(fēng)洞技術(shù)進行檢沒的,如圖18所示是小麗所在興趣小組設(shè)計的一個類似于風(fēng)動的實驗裝置,他們在桌面上放有許多大小不同的塑料球,測得它們的密度均為,用水平向左恒定的風(fēng)作用在球上,使它們做勻加速運動(摩擦不計)。已知風(fēng)對球的作用力與球的最大橫截面積成正比,即F=kS,k為一常量。                                                        圖17

  (1)對塑料球來說,空間存在一個風(fēng)力場,請定義風(fēng)力場強度并寫出其表達式

  (2)在該風(fēng)力場中風(fēng)力對球做功與路徑無關(guān),因此可引入風(fēng)力勢能和風(fēng)力勢的概念。若以柵欄P為風(fēng)力勢能參考平面,寫出風(fēng)力勢能EP和風(fēng)力勢U的表達式

  (3)寫出風(fēng)力場中機械能守恒定律的表達式(小球半徑用r表示;第一狀態(tài)速度為v1,和P的距離為x1;第二狀態(tài)速度為v2,和P的距離為x2

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科目:高中物理 來源: 題型:

風(fēng)洞實驗室可產(chǎn)生水平方向的、大小可調(diào)節(jié)的風(fēng)力.在風(fēng)洞中有一固定的支撐架ABC,該支撐架的上表面光滑,是一半徑為R的1/4圓弧面,如圖所示,圓弧面的圓心在O點,O離地面高為2R,地面上的D處有一豎直的小洞,離O點的水平距,F(xiàn)將質(zhì)量分別為ml和m2的兩小球用一不可伸長的輕繩連接按圖中所示的方式置于圓弧面上,球ml放在與圓心O在同一水平面上的A點,球m2豎直下垂.

(1)在無風(fēng)情況下,若將兩球由靜止釋放(不計一切摩擦),小球ml沿圓弧面向上滑行,到最高點C與圓弧面脫離,則兩球的質(zhì)量比ml : m2是多少?

 (2)讓風(fēng)洞實驗室內(nèi)產(chǎn)生的風(fēng)迎面吹來,釋放兩小球使它們運動,當(dāng)小球ml滑至圓弧面的最高點C時輕繩突然斷裂,通過調(diào)節(jié)水平風(fēng)力F的大小,使小球m1恰能與洞壁無接觸地落入小洞D的底部,此時小球m1經(jīng)過C點時的速度是多少?水平風(fēng)力F的大小是多少(小球m1的質(zhì)量已知)?

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科目:高中物理 來源: 題型:

風(fēng)洞實驗室可產(chǎn)生水平方向的、大小可調(diào)節(jié)的風(fēng)力.在風(fēng)洞中有一固定的支撐架ABC,該支撐架的上表面光滑,是一半徑為R的1/4圓弧面,如圖所示,圓弧面的圓心在O點,O離地面高為2R,地面上的D處有一豎直的小洞,離O點的水平距。現(xiàn)將質(zhì)量分別為ml和m2的兩小球用一不可伸長的輕繩連接按圖中所示的方式置于圓弧面上,球ml放在與圓心O在同一水平面上的A點,球m2豎直下垂.

(1)在無風(fēng)情況下,若將兩球由靜止釋放(不計一切摩擦),小球ml沿圓弧面向上滑行,恰好到最高點C與圓弧面脫離,則兩球的質(zhì)量比ml : m2是多少?

(2)讓風(fēng)洞實驗室內(nèi)產(chǎn)生的風(fēng)迎面吹來,釋放兩小球使它們運動,當(dāng)小球ml滑至圓弧面的最高點C時輕繩突然斷裂,通過調(diào)節(jié)水平風(fēng)力F的大小,使小球m1恰能與洞壁無接觸地落入小洞D的底部,此時小球m1經(jīng)過C點時的速度是多少?水平風(fēng)力F的大小是多少(小球m1的質(zhì)量已知)?

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科目:高中物理 來源: 題型:

風(fēng)壓就是垂直于氣流方向上單位面積所受到的風(fēng)的壓力。某工科大學(xué)的學(xué)生研究小組進行了風(fēng)洞實驗,研究風(fēng)速和風(fēng)壓之間的關(guān)系,得到的實驗數(shù)據(jù)見下表:

風(fēng)速(米/秒)

2

4

8

12

16

20

24

32

風(fēng)壓(牛/米2

2.5

10

40

90

160

250

360

640

(1)試通過對上述實驗數(shù)據(jù)的分析,歸納出風(fēng)速v與風(fēng)壓P之間的定量關(guān)系。

(2)2007年,從烏魯木齊駛往阿克蘇的列車遭遇特大沙塵暴,列車的若干節(jié)車廂相繼被吹翻。據(jù)鐵路部門設(shè)在沿線的測風(fēng)儀紀(jì)錄,當(dāng)晚當(dāng)?shù)氐钠骄L(fēng)速為32米/秒,瞬時風(fēng)速最高達43.4米/秒。已知每一節(jié)車廂重G=2×105N,車廂的高度為h=3米,長度L=25米,寬度d=1.5米,如圖1所示。試計算當(dāng)時的大風(fēng)對一節(jié)車廂施加的最大水平推力有多大?

(3)上述大風(fēng)能將列車吹翻嗎?如果能吹翻,試說明你作出判斷的依據(jù)是什么?如果不能吹翻,也同樣說明理由,并猜測可能是什么因素使列車發(fā)生翻轉(zhuǎn)的?

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