Question

如圖所示，風洞實驗室中能模擬產生恒定向右的風力．一個小球穿在絕緣直桿上并置于實驗室中，球與桿間的動摩擦因數為

3

4

，當桿豎直固定放置時，小球恰好能勻速經過桿上A、B兩點，AB=0.75m，改變固定桿與豎直線的夾角θ，將小球由A靜止釋放，當θ=______時，小球滑到B點時的動能最大，該情況下小球由A運動到B所用時間為______s（g取10m/s²）．

Answer 1

當桿豎直固定放置時，小球恰好能勻速經過桿上A、B兩點，設風力為F，
則μF=mg①
當小球不受摩擦力時滑到B點時動能最大，不受摩擦力的前提是球與桿減無壓力，
故：mgsinθ=Fcosθ②
聯立①②的：tanθ=

4

3

故θ=53°；
根據牛頓第二定律，小球下滑的加速度a=gcosθ+

Fsinθ

m

=gcosθ+

gsinθ

μ

=

50

3

m/s²
故答案為：53°；0.3．