（12分）如圖所示是一個模擬風洞中的實驗，空氣壓縮機在風洞可形成豎直向上的均勻氣流。將一質(zhì)量m=2kg的圓球套在與水平面成37°角的細直桿上，直桿固定不動，球內(nèi)壁與桿間動摩擦因數(shù)μ=0.5，將此裝置置于風洞中，氣流可對球施加豎直向上的恒力F，某時刻由靜止釋放小球，經(jīng)t=1s，小球通過的位移為S=0.5m．取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8。

（1）求小球運動的加速度大��；

（2）求恒力F的大��；

（3）求運動1s內(nèi)，小球機械能的變化量ΔE；

 

【答案】

（1）1 m/s2?? （2） 10N或30N?? （3）-5J或7J

【解析】

試題分析：（1）小球做勻加速運動，

（2）若小球向下運動，F1＜mg，由牛頓第二定律：

代入數(shù)據(jù)解得：F1=10N

若小球向上運動，F1>mg，由牛頓第二定律：

代入數(shù)據(jù)解得：F2=30N

（4）若小球沿桿向下運動，，

根據(jù)功能關(guān)系

若小球沿桿向上運動，，

根據(jù)功能關(guān)系

考點：本題考查牛頓運動定律、功能關(guān)系

 

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：

（2012?開封模擬）風洞是對飛機、導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)也有運用風洞技術(shù)進行檢測的，如圖所示是小英所在興趣小組設計的一個類似于風洞的實驗裝置，他們在桌面上放有許多大小不同的塑料球，這些塑料球的密度均為ρ，用水平向左恒定的風作用在球上，使它們做勻加速運動（摩擦不計）．已知風對球的作用力F與球的最大橫截面積S成正比，即F=Ks，k為一常量．對塑料球來說，可以認為空間存在一個風力場，在該風力場中風力對球做功與路徑無關(guān)．下列說法中正確的是（　　）

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2005?海門市模擬）在廣場游玩時，一個小孩將一個充有氫氣的氣球用細繩系于一個小石塊上，并將小石塊放置于水平地面上．已知小石塊的質(zhì)量為m1，氣球（含球內(nèi)氫氣）的質(zhì)量為m2，氣球體積為V，空氣密度為ρ（V和ρ均視作不變量），風沿水平方向吹，風速為v，已知空氣對氣球作用力F1=ku（式中k為一已知系數(shù)，u為氣球相對空氣的速度）．開始時，小石塊靜止在地面上，如圖所示．
（1）若風速v在逐漸增大，小孩擔心氣球會連同小石塊一起被吹離地面，試判斷是否會出現(xiàn)這一情況，并說明理由．
（2）若細繩突然斷開，已知氣球飛上天空后，在氣球所經(jīng)過的空間中風速v為不變量，氣球能達到的最大速度是多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2012安徽省黃山市模擬）一種測定風力的儀器原理如圖所示，它的細長金屬直桿一端固定于懸點O，另一端懸掛著一個質(zhì)量為m金屬球。無風時，金屬直桿自然下垂，當受到沿水平方向吹來的風時，金屬直桿將偏離豎直方向一定角度θ，風力越大，偏角越大。下列關(guān)于風力F與偏角θ小球質(zhì)量m之間的關(guān)系式正確的是（    ）

A．F = mgsinθ        B．F = mgcosθ    C．F = mgtanθ    D．F = mgcotθ

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科目：高中物理 來源：新人教版高三物理必修1牛頓第一定律牛頓第三定律專項練習（解析版） 題型：選擇題

(2011·無錫模擬)有人設計了一種交通工具,在平板車上裝了一個電風扇,風扇運轉(zhuǎn)時吹出的風全部打到豎直固定在小車中間的風帆上,靠風帆受力而向前運動,如圖所示.對于這種設計,下列分析中正確的是(   )

A.根據(jù)牛頓第二定律,這種設計能使小車運行

B.根據(jù)牛頓第三定律,這種設計能使小車運行

C.這種設計不能使小車運行,因為它違反了牛頓第二定律

D.這種設計不能使小車運行,因為它違反了牛頓第三定律

 

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科目：高中物理 來源：新人教版高三物理必修1牛頓第一定律牛頓第三定律專項練習（帶解析） 題型：單選題

(2011·無錫模擬)有人設計了一種交通工具,在平板車上裝了一個電風扇,風扇運轉(zhuǎn)時吹出的風全部打到豎直固定在小車中間的風帆上,靠風帆受力而向前運動,如圖所示.對于這種設計,下列分析中正確的是(   )

A．根據(jù)牛頓第二定律,這種設計能使小車運行
B．根據(jù)牛頓第三定律,這種設計能使小車運行
C．這種設計不能使小車運行,因為它違反了牛頓第二定律
D．這種設計不能使小車運行,因為它違反了牛頓第三定律

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