(2006北京中考物理)风洞实验室

来源：百度知道 编辑：UC知道 时间：2024/06/04 05:55:09
(2006北京课标A卷)风洞实验室中可以产生方向水平,速度大小可调节的风,用来研究处在流动气体中物体的受力情况.将一个套有木球的细直杆放入风洞实验室,球受到的重力为G.球在杆上运动时,球与杆之间的滑动摩擦力跟它们之间的压力成正比,比例系数是k.将杆沿平行风速的方向固定,调节风速的大小,使球恰能沿杆匀速运动.再将杆沿竖直方向固定,再将球从杆的上端由静止释放,保持球下滑过程中所受风力与杆处于水平方向时受到的风力大小相同,则球下滑过程中受到的滑动摩擦力为_________.

不要答案!!要详细的求解过程,受力情况分析.

首先分析杆在水平时的受力情况：木球在竖直方向上受两个力的作用：重力向下，支持力向上，二力平衡；球在水平方向上受两个力的作用：风力和杆对球的摩擦力，这两个力平衡。所以有：
f=kN=kG(式中的N为压力，f为摩擦力)
所以风力等于kG，因为风力与摩擦力平衡(小球匀速直线运动)。
其次分析杆在竖直放置时的受力情况：球在水平方向上受风力作用，由于风力的原因，小球对杆有压力，杆对小球有支持力，小球受到的风力与支持力平衡；球在竖直方向上受到两个力的作用：重力和摩擦力，摩擦力的产生是因为小球在风的作用下对杆有压力。
N'=kG
f'=kN'=k*kG=k^2G
所以最后的答案是：滑动摩擦力为：k^2G。