Question

15．如圖所示為風(fēng)洞試驗示意圖，實驗中可以產(chǎn)生大小可調(diào)節(jié)的風(fēng)力，現(xiàn)將一套有小球的固定細(xì)直桿放入風(fēng)洞實驗室，小球孔徑略大于桿的直徑，桿足夠長，桿與水平方向的夾角為θ，小球與桿間的動摩擦因數(shù)為μ，且μ＜tanθ，現(xiàn)將小球靜止釋放，同時開始送風(fēng)，風(fēng)對小球的作用力F方向與桿垂直，大小隨時間變化的關(guān)系式為F=kt，關(guān)于小球的運動，下列說法正確的是（　　）

• A． 速度先增大后不變
• B． 速度先增大后減小到零
• C． 加速度先增大后不變
• D． 加速度先增大后減小到零

Answer 1

分析 小球受重力、支持力、風(fēng)力和滑動摩擦力，在平行桿方向和垂直桿方向進行正交分解，根據(jù)牛頓第二定律列式進行分析即可．

解答 解：小球受重力、支持力、風(fēng)力和滑動摩擦力，在垂直桿方向，有：
N-mgcosθ+F=0
故N=mgcosθ-F=mgcosθ-kt，即彈力先減小到零，后反向增加；
在平行桿方向，有：
mgsinθ-f=ma
其中：f=μN
故a=gsinθ-$\frac{f}{m}$=gsinθ-$\frac{μN}{m}$；
由于彈力先減小到零，后反向增加，故加速度先增加后減小到零，最后反向增加；
當(dāng)加速度與速度相同時，球做加速運動，當(dāng)加速度與速度反向時，球做減速運動，直到靜止；
故ACD錯誤，B正確；
故選：B．

點評 本題關(guān)鍵是明確物體受力情況和運動情況，要結(jié)合牛頓第二定律分析加速度情況，根據(jù)加速度與速度方向關(guān)系確定速度變化情況．