【題目】如圖所示為一風洞實驗裝置示意圖,一質(zhì)量為1kg的小球套在一根固定的長直桿上,直桿與水平面夾角θ37°.現(xiàn)小球在F=20N的豎直向上的風力作用下,從A點靜止出發(fā)向上運動,3s后小球到達B點,已知桿與球間的動摩擦因數(shù)μ=0.5.試求:(sin37°=0.6,con37°=0.8,g=10m/s2)

1)小球運動的加速度a和小球運動到B點的速度大小?

2)若小球到達B點時,使風力大小不變,方向立即改為水平向左。則從改變風力F開始計時,小球經(jīng)多長時間將回到A點?

【答案】(1) a1=2 m/s2 ,方向沿桿向上; v=6m/s (2)1.24s

【解析】

1)在風力F作用時有:

(F-mg)sin37°-m(F-mg)cos37°=ma1

a1=2m/s2,方向沿桿向上

此時小球速度v= a1t1=6m/s

2A、B間的距離x1=0+vt1/2=9m,

風力方向改變后,小球加速度為a2

-mgsin37°- F cos37°-μN= ma2

N+mg cos37°= F sin37°

解得:a2=24m/s2

經(jīng)過時間t2到達最高處,t2=v/a2=0.25s

此處距Bx2=0+vt2/2=0.75m

小球下滑時加速度為a3

mgsin37°+ F cos37°-μN= ma3

解得:a3=20m/s2

從最高點回到A點的距離X= x1+ x2

X=a3 t32

可得t3=s,

有:t=t2+t3=s(1.24s)

練習冊系列答案
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2)在20℃、一個大氣壓時,氫氣的折射率,為了使一個電子(質(zhì)量為)穿過20℃、一個大氣壓的氫氣介質(zhì)時發(fā)生契倫科夫輻射,此電子應具有的最小動能為多少?

3)用一根長的管道充以20℃、一個大氣壓的氫氣加上光學系統(tǒng)制成一契倫科夫輻射探測器,探測到發(fā)射角為的輻射光,角度精度為.一束動量為的帶電粒子通過計數(shù)器,由于粒子的動量是已知的,故實際上契倫科夫角度的測量就是對粒子靜止質(zhì)量的一種量度.對于接近的粒子,用契倫科夫探測器確定,當精確到一級小量時,相對誤差是多少?

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1)角速度時,求最終兩活塞均在管中處于力平衡位置時,除去初態(tài)以外段氣體的可能長度(有效數(shù)字保留3位)

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