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问题: 摩擦力

固定细杆与地面间夹角β=37°,在细杆上套有一个小环,小环在沿杆方向的拉力F作用下沿杆向上运动,拉力F随时间t变化规律如图所示,每隔0.5秒通过传感器测量小环的瞬时速度,下表给出了部分测数据,g=10N/kg,细杆足够长 :

t(s) 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 ……

v(m/s) 0.0 0.25 0.50 0.75 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 ……

上图是小环速度随时间变化的数据。

(1) 求小球质量m

(2) 求小球与细杆间的动摩擦因数。



(需要详细过程)

解答:

1.受力分析后,由牛顿定律,在平行于杆的方向上有
F-mgSinβ-μmgCosβ=ma ①
2.由表中数可知,在0--2秒内,速度由0增大到0.75m/s
算出加速度a=0.75/2=0.375
又由图象知,这段时间的F=10.5N,将a,F代入①得
10.5-m*10*Sin37-μm*10Cos37=m*0.375 ②
3.由表中数可知,在2秒以后,速度速度不变,a=0
又由图象知,这段时间的F=10N,将a,F代入①得
10-m*10*Sin37-μm*10Cos37=0 ③
4.解方程组②③即可.