3.如圖甲所示,順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的水平傳送帶AB長(zhǎng)L=12.25m,現(xiàn)在傳送帶的A端輕輕放上一個(gè)質(zhì)量是100g的小物體(可視為質(zhì)點(diǎn)),已知小物體與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2,重力加速度g=10m/s2,傳送帶的v-t圖象如圖乙所示,求:

(1)小物體從A端運(yùn)動(dòng)到B端的時(shí)間;
(2)小物體從A端運(yùn)動(dòng)到B端的過(guò)程中,小物體與傳送帶之間因摩擦產(chǎn)生的熱量.

分析 (1)根據(jù)牛頓第二定律求出物體的加速度,分段由速度時(shí)間公式和位移時(shí)間公式求解.
(2)求出物體與傳送帶間的相對(duì)位移,再求因摩擦產(chǎn)生的熱量.

解答 解:(1)物體在傳送帶上的加速度為:a=$\frac{μmg}{m}$=μg=2m/s2
在0-2s內(nèi),物體做勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為:t1=$\frac{{v}_{1}}{a}$=$\frac{2}{2}$=1s,
通過(guò)的位移為:x1=$\frac{1}{2}a{t}_{1}^{2}$=$\frac{1}{2}×2×{1}^{2}$=1m
接著物體做勻速運(yùn)動(dòng),用時(shí)t2=1s,
通過(guò)的位移為:x2=v1t2=2×1=2m;
在2-4s內(nèi),物體做勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為:t3=$\frac{{v}_{2}-{v}_{1}}{a}$=$\frac{4-2}{2}$=1s,
通過(guò)的位移為:x3=$\frac{{v}_{1}+{v}_{2}}{2}{t}_{3}$=$\frac{2+4}{2}×$1=3m
接著物體做勻速運(yùn)動(dòng),用時(shí)t4=1s,通過(guò)的位移為:x4=v2t4=4×1=4m;
在4-6s內(nèi),若物體速度能增加到與傳送帶相同,則物體做勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為:t5=$\frac{{v}_{3}-{v}_{2}}{a}$=$\frac{6-4}{2}$=1s,
通過(guò)的位移為:x5=$\frac{{v}_{2}+{v}_{3}}{2}{t}_{5}$=$\frac{4+6}{2}$×1=5m
由于以上各段位移之和大于L=12.25m,所以在4-6s內(nèi)物體的速度沒(méi)有增大到與傳送帶相等,設(shè)在這段時(shí)間內(nèi)物體勻加速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t6.通過(guò)的位移為:
x6=L-x1-x2-x3-x4=2.25m
由x6=v2t6+$\frac{1}{2}a{t}_{6}^{2}$得 t6=0.5s
故小物體從A端運(yùn)動(dòng)到B端的時(shí)間為:t=2s+2s+t6=4.5s
(2)小物體從A端運(yùn)動(dòng)到B端的過(guò)程中,小物體與傳送帶之間相對(duì)位移為:
△x=(v1t1-x1)+(v2t3-x3)+(v3t6-x6)=(2×1-1)+(4×1-3)+(6×0.5-2.25)=2.75m
因摩擦產(chǎn)生的熱量為 Q=μmg△x=0.55J
答:(1)小物體從A端運(yùn)動(dòng)到B端的時(shí)間為4.5s.
(2)小物體與傳送帶之間因摩擦產(chǎn)生的熱量是0.55J.

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵要正確分析物體的受力情況,確定其運(yùn)動(dòng)情況,要邊計(jì)算邊分析,求熱量時(shí),要用相對(duì)位移,不能用物體對(duì)地的位移.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

13.幾個(gè)實(shí)驗(yàn)小組分別利用拉力傳感器和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究“力做功與小車速度變化的關(guān)系”.實(shí)驗(yàn)裝置如圖1,他們將拉力傳感器固定在小車上,將其用不可伸長(zhǎng)的細(xì)線繞過(guò)一個(gè)光滑的定滑輪與鉤碼相連.用拉力傳感器記錄小車受到拉力的大小,在小車的后面連接紙帶,通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器記錄小車運(yùn)動(dòng)的情況.小車中可以放置砝碼.實(shí)驗(yàn)主要步驟如下:

a.測(cè)量小車和拉力傳感器的總質(zhì)量m,用細(xì)線連接拉力傳感器和鉤碼(質(zhì)量為m0),將紙帶通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器接到小車后面,正確連接所需電路;
b.將小車停在緊靠打點(diǎn)計(jì)時(shí)器處,先接通電源再釋放小車,在紙帶上打出一系列的點(diǎn),同時(shí)記錄m和拉力傳感器的示數(shù)F;
c.在小車中增加或減少砝碼,重復(fù)b的操作;
d.在紙帶上選取合適的點(diǎn),測(cè)量各點(diǎn)的位移并計(jì)算對(duì)應(yīng)的功和速度.
(1)對(duì)于該實(shí)驗(yàn),下列說(shuō)法中正確的是B.(填寫(xiě)選項(xiàng)前的序號(hào))
A.每次釋放小車都應(yīng)給小車一定的初速度,以平衡摩擦力
B.小車運(yùn)動(dòng)中會(huì)受到摩擦力,為消除其影響,可以將木板適當(dāng)傾斜以平衡摩擦力
C.打點(diǎn)計(jì)時(shí)器可以用直流電源供電,電壓為4~6V
D.實(shí)驗(yàn)時(shí)必須保證所掛鉤碼的質(zhì)量m0?m
(2)某一實(shí)驗(yàn)小組在正確平衡摩擦力的前提下,如圖2,因其它操作不當(dāng)致使根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫(huà)出的v2-W(其中W為拉力的功)關(guān)系圖象不過(guò)原點(diǎn),原因是小車運(yùn)動(dòng)初速度不為零;由圖象計(jì)算出本次實(shí)驗(yàn)對(duì)應(yīng)的m=0.4kg.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

14.如圖所示,在豎直平面內(nèi),滑道ABC關(guān)于B點(diǎn)對(duì)稱,且A、B、C三點(diǎn)在同一水平線上.若小滑塊第一次由A滑到C,所用的時(shí)間為t1,第二次由C滑到A,所用的時(shí)間為t2,小滑塊兩次的末速度大小相同,初速度大小分別為v1、v2,且運(yùn)動(dòng)過(guò)程始終沿著滑道滑行,小滑塊與滑道的動(dòng)摩擦因數(shù)恒定.則(  )
A.v1<v2B.v1=v2C.t1=t2D.t1>t2

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

11.下列說(shuō)法正確的是( 。
A.在光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,若僅將入射光由綠光改為紅光,則干涉條紋間距變窄
B.醫(yī)生利用超聲波探測(cè)病人血管中血液的流速應(yīng)用了多普勒效應(yīng)
C.兩列波發(fā)生干涉,振動(dòng)加強(qiáng)區(qū)質(zhì)點(diǎn)的位移總比振動(dòng)減弱區(qū)質(zhì)點(diǎn)的位移大
D.除了從光源直接發(fā)出的光以外,我們通?吹降慕^大部分光都是偏振光

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18.下列說(shuō)法正確的是( 。
A.“筆尖下發(fā)現(xiàn)的行星”-天王星的發(fā)現(xiàn)確立了萬(wàn)有引力定律的地位,也成為科學(xué)史上的美談
B.伽利略認(rèn)為力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因
C.元電荷的數(shù)值最早是由物理學(xué)家?guī)靵鰷y(cè)得的
D.奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流的磁效應(yīng),法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象

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8.某物體從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的a-t圖象如圖所示,下列說(shuō)法正確的是( 。
A.物體在第1s末的速度大于第2s末的速度
B.物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中速度方向不變
C.物體第4s末時(shí)位移最大
D.物體在第6s末的瞬時(shí)速度等于0

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15.在修筑鐵路時(shí),彎道處的外軌會(huì)略高于內(nèi)軌,當(dāng)火車以規(guī)定的行駛速度轉(zhuǎn)彎時(shí),內(nèi)、外軌均不會(huì)受到輪緣的擠壓,設(shè)此時(shí)的行駛速度大小為v,下列說(shuō)法中正確的是( 。
A.該彎道的半徑R=$\frac{{v}^{2}}{g}$
B.規(guī)定的行駛速度與火車的質(zhì)量無(wú)關(guān)
C.當(dāng)火車速度大于v時(shí),外軌將受到輪緣的擠壓
D.當(dāng)火車速度小于v時(shí),外軌將受到輪緣的擠壓

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12.許多情況下光是由原子內(nèi)部電子的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的,因此光譜的研究是探索原子結(jié)構(gòu)的一條重要途徑.關(guān)于氫原子光譜、氫原子能級(jí)和氫原子核外電子的運(yùn)動(dòng),下列說(shuō)法中正確的是( 。
A.氫原子巴爾末線系譜線是包含從紅外到紫外的線狀譜
B.氫原子光譜的不連續(xù)性,表明了氫原子的能級(jí)是不連續(xù)的
C.氫原子處于不同能級(jí)時(shí),電子在各處的概率是相同的
D.氫光譜管內(nèi)氣體導(dǎo)電發(fā)光是熱輻射現(xiàn)象

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1.如圖所示,帶有活塞的燒瓶?jī)?nèi)封閉一定的氣體,不考慮燒瓶和外界的熱傳遞,現(xiàn)在外力F作用下,活塞向內(nèi)移動(dòng)一段距離,則燒瓶?jī)?nèi)的氣體溫度會(huì)( 。
A.升高B.降低C.不變D.無(wú)法確定

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