（2014•长沙二模）如图所示，风洞实验室中能模拟产生恒定向右的风力．质量m=100g的小球穿在长L=1.2m的直杆上并置于实验室中，球与杆间的动摩擦因数为0.5，当杆竖直固定放置时，小球恰好

Question

（2014•长沙二模）如图所示，风洞实验室中能模拟产生恒定向右的风力．质量m=100g的小球穿在长L=1.2m的直杆上并置于实验室中，球与杆间的动摩擦因数为0.5，当杆竖直固定放置时，小球恰好能匀速下滑．保持风力不变，改变固定杆与竖直线的夹角θ=37°，将小球从O点静止释放．g取10m/s²，sin37°=0.6，cos37°=0.8，求：
（1）小球受到的风力大小；
（2）当θ=37°时，小球离开杆时的动能．

Answer 1

（1）当杆竖直固定放置时，有：μF=mg
代入数据得：F=2N
（2）当θ=37°时，小球受力情况如图示，垂直杆方向上有：
Fcos37°=mgsin37°+F_N
代入数据得：F_N=1N
小球受摩擦力为：F_f=μF_N=0.5N
小球沿杆运动的加速度为：a＝(mgcos37°+Fsin37°−Ff)/(m)＝15m/s2
由v2−

v

2 0

＝2ax得小球到达杆下端时速度为：v=6m/s
球离开杆时的动能为：EK＝(1)/(2)mv2＝1.8J
答：（1）小球受到的风力大小为2N；
（2）当θ=37°时，小球离开杆时的动能为1.8J．