【題目】如圖示,質(zhì)量m=0.5kg的物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))以v0=4m/s的速度從右側(cè)皮帶輪最高點(diǎn)向左滑上足夠長(zhǎng)的水平薄傳送帶,傳送帶以v1=2m/s的速度順時(shí)針勻速運(yùn)動(dòng),物塊與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ0=0.2。傾角為θ=37°的固定斜面上靜置一質(zhì)量為M=2kg的薄木板,木板的長(zhǎng)度為L=4m,物塊與木板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1=,木板與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2=,斜面的底端固定一垂直于斜面的擋板,木板的下端距離擋板為x=2m,木板與擋板碰撞后立即粘在一起停止運(yùn)動(dòng)。物塊離開傳送時(shí)做平拋運(yùn)動(dòng),并且恰好沿斜面落在木板的頂端。設(shè)物塊與木板之間、木板與斜面之間的滑動(dòng)摩擦力等于最大靜摩擦力,則(重力加速度g=10m/s2):

1)物塊在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的過程中,傳送帶因傳送物塊多消耗的電能是多少?

2)皮帶輪的最大半徑是多少?

3)物塊落在木板以后,通過計(jì)算分析物塊是否會(huì)滑出木板。

【答案】19J;(20.4m;(3)沒有滑出

【解析】

1)物塊在傳送帶運(yùn)動(dòng)的加速度大小

a0=μ0g=2m/s2

物塊向左減速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間

t1==2s,

物塊向左減速運(yùn)動(dòng)相對(duì)皮帶的位移

x1=t1+ v1t1=8m

物塊向右勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間

t2==1s,

物塊向右勻加速運(yùn)動(dòng)相對(duì)皮帶的位移

x2=v1t2-t2=1m

傳送帶因傳送物塊多消耗的電能等于傳送帶克服摩擦力做的功

W=μ0mgx1+x2=9J。

2)物塊回到傳送帶右端的速度為v1=2m/s,要使物塊離開傳送時(shí)做平拋運(yùn)動(dòng),則

解得皮帶輪的最大半徑

3)設(shè)物塊落到斜面上的速度為v3,由平拋的特點(diǎn)知

物塊在木板上下滑的加速度

mgsin37°μ1mgcos37°=ma1

解得a1=-2m/s2,即物塊做勻減速運(yùn)動(dòng),而木板的加速度

Mgsin 37°μ1mgcos37°μ2(Mm)gcos37°=Ma2

解得a2=0.25m/s2,即木板向下做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng),若木板一直加速運(yùn)動(dòng)與擋板碰,設(shè)所需時(shí)間為t0,則

解得t0=4s;若木板與擋板碰前與木塊共速,需時(shí)間t3,則

v3a1t3=a2t3

解得t3=1.1s;即木板與擋板碰前與木塊已經(jīng)共速,此時(shí)共同速度為

v=a2t3=0.28m/s

該過程木板的位移

該過程木塊的位移

x1=v3t3+at32=1.54m

x1-x < L,知物塊與木板共速前物塊沒有滑出木板;由于2==,物塊與木板共速后一起沿斜面以0.28m/s的速度勻速運(yùn)動(dòng),木板與擋板碰撞后立即粘在一起停止運(yùn)動(dòng),此后物塊沿木板運(yùn)動(dòng)的位移

x2==m=0.02m

最終因x1+ x-x < L,物塊最終也沒有滑出木板。

答:(1)傳送帶因傳送物塊多消耗的電能是9J,(2)皮帶輪的最大半徑為0.4m,(3)沒有滑出。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某中學(xué)為了探究額定功率為 4W、額定電壓為 4V 的小燈泡消耗的功率與電壓的關(guān)系,準(zhǔn)備了如下的實(shí)驗(yàn)器材:

A. 電壓表 V1(0~1V,內(nèi)阻 2kΩ)

B. 電壓表 V2(0~15V,內(nèi)阻 15kΩ)

C. 電流表 A(0~1A,內(nèi)阻約 1Ω)

D. 定值電阻 R1=6kΩ

E. 定值電阻 R2=16kΩ

F. 滑動(dòng)變阻器 R(0~10Ω, 額定電流 2A)

G. 學(xué)生電源(直流5V,內(nèi)阻不計(jì))

H. 開關(guān)、導(dǎo)線若干

(1)為了減小實(shí)驗(yàn)誤差,電壓表應(yīng)選用____ ,定值電阻應(yīng)選用 ____ (均用序號(hào)字母填寫);

(2)在探究功率與電壓的關(guān)系時(shí),要求電壓從零開始調(diào)節(jié),并且多次測(cè)量,畫出滿足要求的電路圖___;

(3)根據(jù)設(shè)計(jì)的電路圖,寫出小燈泡兩端電壓 U 與電壓表讀數(shù) UV 的關(guān)系 U=___。若小燈泡的電功率為 P,則關(guān)系圖線可能正確的是____

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【題目】如圖所示,光滑斜面體固定在水平面上,傾角為30°,輕彈簧下端固定A物體,A物體質(zhì)量為m,上表面水平且粗糙,彈簧勁度系數(shù)為k,重力加速度為g,初始時(shí)A保持靜止?fàn)顟B(tài),在A的上表面輕輕放一個(gè)與A質(zhì)量相等的B物體,隨后兩物體一起運(yùn)動(dòng),則(

A.當(dāng)B放在A上的瞬間,A的加速度仍為零

B.當(dāng)B放在A上的瞬間,A對(duì)B的摩擦力為零

C.當(dāng)B放在A上的瞬間,A對(duì)B的支持力大于mg

D.AB一起下滑距離時(shí),AB的速度達(dá)到最大

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【題目】如圖所示,是一個(gè)盆式容器,盆內(nèi)側(cè)壁與盆底的連接處都是一段與相切的圓弧,為水平的,其距離,盆邊緣的高度為.在A處放一個(gè)質(zhì)量為m的小物塊并讓其從靜止出發(fā)下滑.已知盆內(nèi)側(cè)壁是光滑的,而盆底面與小物塊間的動(dòng)摩擦因數(shù)為.小物塊在盆內(nèi)來回滑動(dòng),最后停下來,則停的地點(diǎn)到B的距離為( ).

A.0.50mB.0.25mC.0.10mD.0

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【題目】如圖所示,左側(cè)豎直墻面上固定半徑為R=0.3m的光滑半圓環(huán),右側(cè)豎直墻面上與圓環(huán)的圓心O等高處固定一光滑直桿。質(zhì)量為ma=1kg的小球a套在半圓環(huán)上,質(zhì)量為mb=0.5kg的滑塊b套在直桿上,二者之間用長(zhǎng)為l=0.4m的輕桿通過兩鉸鏈連接,F(xiàn)將a從圓環(huán)的最高處由靜止釋放,使a沿圓環(huán)自由下滑,不計(jì)一切摩擦,a、b均視為質(zhì)點(diǎn),重力加速度g=10 m/s2。求:

1)小球a滑到與圓心O等高的P點(diǎn)時(shí)的向心力大;

2)小球aP點(diǎn)下滑至桿與圓環(huán)相切的Q點(diǎn)的過程中,桿對(duì)滑塊b做的功。(結(jié)果保留一位小數(shù))

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【題目】如圖甲所示,光滑水平地面上放著一質(zhì)量為m的物體,在0~2t0時(shí)間內(nèi),物體受到與水平方向成角斜向右上方的拉力作用,由靜止開始沿地面運(yùn)動(dòng);在2t0~3t0的時(shí)間內(nèi)物體受到水平拉力作用,拉カF的大小與時(shí)間的關(guān)系如圖乙所示。已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,下列說法正確的是( )

A. 0~2t0時(shí)間內(nèi),物體的位移大小為

B. t0時(shí),拉力的功率為

C. 2t0~3t0時(shí)間內(nèi),拉力所做的功為

D. 0~3t0時(shí)間內(nèi),拉力的平均功率為

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】氫原子能級(jí)圖如圖所示,下列說法正確的是

A.當(dāng)氫原子從n=2能級(jí)躍遷到n=3能級(jí)時(shí),需要吸收0. 89eV的能量

B.處于n=2能級(jí)的氫原子可以被能量為2eV的電子碰撞而向高能級(jí)躍遷

C.一個(gè)處于n=4能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí),可以輻射出6 種不同頻率的光子

D.n=4能級(jí)的氫原子躍遷到n=3能級(jí)時(shí)輻射出電磁波的波長(zhǎng)比n=3能級(jí)的氫原子躍遷到n=2能級(jí)時(shí)輻射出電磁波的波長(zhǎng)短

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【題目】如圖所示,A、B兩小球通過長(zhǎng)l=10m的不可伸長(zhǎng)的輕繩連接,A球質(zhì)量mA=0.6kg,B球質(zhì)量mB=0.4 kg,將兩球從同一位置先后釋放,先釋放A球,t1=1 s后再釋放 B球,細(xì)繩繃直后立即繃斷,且繃斷時(shí)間極短,繃斷后AB兩球再經(jīng)過t2=2 s同時(shí)落地。 兩球都可視為質(zhì)點(diǎn),不計(jì)空氣阻力,重力加速度g=10 m/s2。

1)分別求細(xì)繩繃直前瞬間A、B球的速度大;

2)求兩球釋放位置離地面的高度。

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【題目】軌道電子俘獲是放射性同位素衰變的一種形式,它是指原子核(稱為母核)俘獲一個(gè)核外電子,使其內(nèi)部的一個(gè)質(zhì)子變?yōu)橹凶,并放出一個(gè)中微子,從而變成一個(gè)新核(稱為子核)的過程。中微子的質(zhì)量遠(yuǎn)小于質(zhì)子的質(zhì)量,且不帶電,很難被探測(cè)到,人們最早就是通過核的反沖而間接證明中微子的存在的,一個(gè)靜止的原子核發(fā)生軌道電子俘獲,衰變?yōu)樽雍瞬⒎懦鲋形⒆,下面說法正確的是( )

A.母核的質(zhì)量數(shù)等于子核的質(zhì)量數(shù)B.子核的動(dòng)量與中微子的動(dòng)量相同

C.母核的電荷數(shù)大于子核的電荷數(shù)D.子核的動(dòng)能大于中微子的動(dòng)能

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