Question

12．风洞实验中可以产生方向水平、速度大小可调节的风．将一个中心有孔、重力为G的木球套在一细直杆上，并水平放入风洞实验室中，使风的方向恰好沿着杆的方向，如图甲所示，当球在杆上运动时，球与杆之间的滑动摩擦力跟它们之间的压力成正比，比例系数为k，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，如图乙所示，将球从杆的上端由静止释放，已知球在下滑过程中所示风力的大小与杆处于水平方向时受到的风力大小相同，则球在下滑过程中受到的滑动摩擦力大小为（　　）

• A． $\frac{G}{k}$
• B． G
• C． kG
• D． k²G

Answer 1

分析 杆水平时，对球受力分析，根据平衡条件求解风力；杆竖直时，再次对球受力分析，根据滑动摩擦定律列式求解滑动摩擦力．

解答 解：杆水平时，球受重力、支持力、向左的风力和向右的滑动摩擦力，故：F_风=f，N=G
其中：f=kN
联立解得：F_风=kG
杆竖直时，球受重力、向上的滑动摩擦力、向左的风力和向右的支持力，根据平衡条件，有：
N′=F_风
f′=kN′=k²G
故选：D．

点评 本题关键是明确球的受力情况和运动情况，然后结合平衡条件和滑动摩擦定律列式求解，基础题目．