【題目】如圖所示,繃緊的傳送帶在電動機(jī)的帶動下,始終保持v0=2m/s的速度勻速運行,傳送帶與水平面成37°夾角.現(xiàn)在把一質(zhì)量m=5kg的工作輕輕地放在傳送帶底端,經(jīng)過一段時間后,工件被送到高h(yuǎn)=2m的平臺上.已知工件與傳送帶間的動摩擦因數(shù) ,若不計其他損耗,在傳送工件的過程中,求電動機(jī)需要多消耗的電能?(g取10m/s2).
【答案】解:工件輕輕地放在傳送帶底端后,受到重力、支持力和沿斜面向上的滑動摩擦力,由牛頓第二定律得:μmgcos37°﹣mgsin37°=ma
解得上滑過程中加速度為:a=g(μcos37°﹣sin37°)=10×( ×0.8﹣0.6)=1m/s2
設(shè)工作加速到v0=2m/s時運動的位移為x,則有:
2ax=v02
代入數(shù)據(jù)解得:x=2m
傳送帶的長度為:L= = = m
所以x<L
由于mgsin37°<μmgcos37°,所以工件在傳送帶上先勻加速運動后勻速運動.
由x= at2可得,工件勻加速運動的時間 t=2s;
在t時間內(nèi)傳送帶做勻速直線運動,位移為:x帶=v0 t=2×2=4m
相對位移為:△x=x帶﹣x=2m;
電動機(jī)多消耗的電能E包括工件增加的動能Ek、增加的重力勢能Ep和摩擦生熱Q
其中:Q=Ffx相對=μmgcos37°△x
所以:E=Q+mgh+
代入數(shù)據(jù)解得:E=180J;
答:電動機(jī)多消耗的電能是180J
【解析】首先要分析工件的運動情況,必須分析工件的受力情況,工件受到重力、支持力和沿斜面向上的滑動摩擦力作用,合力沿斜面向上,做勻加速運動,由牛頓第二定律求出加速度.由運動學(xué)公式求出物體速度達(dá)到與傳送帶相同時通過的位移,再根據(jù)此位移與傳送帶長度的關(guān)系,分析接下來工件的運動情況;電動機(jī)多消耗的能量轉(zhuǎn)化為工件的動能和重力勢能以及摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能,然后求和即可.
【考點精析】解答此題的關(guān)鍵在于理解功能關(guān)系的相關(guān)知識,掌握當(dāng)只有重力(或彈簧彈力)做功時,物體的機(jī)械能守恒;重力對物體做的功等于物體重力勢能的減少:W G =E p1 -E p2;合外力對物體所做的功等于物體動能的變化:W 合 =E k2 -E k1 (動能定理);除了重力(或彈簧彈力)之外的力對物體所做的功等于物體機(jī)械能的變化:W F =E 2 -E 1.
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【題目】如圖所示,豎直放置的半圓形絕緣軌道半徑為R,下端與光滑絕緣水平面平滑連接,整個裝置處于方向豎直向上的勻強(qiáng)電場中.一質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的物塊(可視為質(zhì)點),從水平面上的A點以初速度v0水平向左運動,沿半圓形軌道恰好通過最高點C,場強(qiáng)大小為E(E小于).
(1)試計算物塊在運動過程中克服摩擦力做的功;
(2)證明物塊離開軌道落回水平面過程的水平距離與場強(qiáng)大小E無關(guān),且為一常量;
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【題目】2012年11月23日上午,由來自東海艦隊“?招埴棃F(tuán)”的飛行員戴明盟駕駛的中國航母艦載機(jī)殲-15降落在“遼寧艦”甲板上,首降成功,隨后艦載機(jī)通過滑躍式起飛成功;S起飛有點象高山滑雪,主要靠甲板前端的上翹來幫助戰(zhàn)斗機(jī)起飛,其示意圖如圖所示,設(shè)某航母起飛跑道主要由長度為L1=160m的水平跑道和長度為L2=20m的傾斜跑道兩部分組成,水平跑道與傾斜跑道末端的高度差m。一架質(zhì)量為kg的飛機(jī),其噴氣發(fā)動機(jī)的推力大小恒為N,方向與速度方向相同,在運動過程中飛機(jī)受到的平均阻力大小為飛機(jī)重力的0.1倍,假設(shè)航母處于靜止?fàn)顟B(tài),飛機(jī)質(zhì)量視為不變并可看成質(zhì)點,傾斜跑道看作斜面,不計拐角處的影響。取m/s2。
(1)求飛機(jī)在水平跑道運動的時間.
(2)求飛機(jī)到達(dá)傾斜跑道末端時的速度大小.
(3)如果此航母去掉傾斜跑道,保持水平跑道長度不變,現(xiàn)在跑道上安裝飛機(jī)彈射器,此彈射器彈射距離為84m,要使飛機(jī)在水平跑道的末端速度達(dá)到100m/s,則彈射器的平均作用力多大?(已知彈射過程中發(fā)動機(jī)照常工作)
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【題目】下列關(guān)于勻變速直線運動的分析正確的是( )
A.勻變速直線運動就是速度大小不變的運動
B.勻變速直線運動就是加速度大小不變的運動
C.勻變速直線運動就是加速度方向不變的運動
D.勻變速直線運動就是加速度大小.方向均不變的運動
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【題目】兩個帶等量正電的點電荷,固定在圖中P、Q兩點,MN為PQ連線的中垂線,交PQ于O點,A為MN上的一點.一帶負(fù)電的試探電荷q,從A點由靜止釋放,只在靜電力作用下運動,取無限遠(yuǎn)處的電勢為零,則
A. q由A向O的運動是勻加速直線運動
B. q由A向O運動的過程電勢能逐漸減小
C. q運動到O點時的動能最大
D. q運動到O點時的電勢能為零
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【題目】在下面研究的各個問題中可以被看作質(zhì)點的是( )
A.研究地球自轉(zhuǎn)時的地球B.奧運會冠軍王軍霞在萬米長跑中
C.跳水冠軍伏明霞在跳水比賽中D.研究一列火車通過某一路標(biāo)的時間
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【題目】關(guān)于位移和路程的說法正確的是
A.質(zhì)點通過一段路程,其位移可能是零
B.質(zhì)點運動的位移大小可能大于路程
C.沿直線運動的物體,位移的大小和路程是相等的
D.質(zhì)點由A到達(dá)B跟物體由B達(dá)到A的位移是相同的
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【題目】電場強(qiáng)度E的定義式為E=F/q,根據(jù)此式,下列說法中正確的是( )
①該式說明電場中某點的場強(qiáng)E與F成正比,與q成反比,拿走q,則E=0
②式中q是放入電場中點電荷的電量,F是點電荷在電場中某點受到的電場力,E是該點的電場強(qiáng)度
③式中q是產(chǎn)生電場的點電荷的電量,F是放在電場中的點電荷受到的電場力,E是電場強(qiáng)度
④在庫侖定律的表達(dá)式F=kq1q2/r2中,可以把kq2/r2看作是點電荷q2產(chǎn)生的電場在點電荷q1處的場強(qiáng)大小,也可以把kq1/r2看作是點電荷q1產(chǎn)生的電場在點電荷q2處的場強(qiáng)大。
A. 只有①② B. 只有①③ C. 只有②④ D. 只有③④
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【題目】質(zhì)量分別為m1和m2、電荷量分別是q1和q2的小球,用長度不等的輕絲線懸掛起來,兩絲線與豎直方向的夾角分別是α和β(α>β ),兩小球恰在同一水平線上,那么( )
A.m1和m2所受電場力大小一定相等
B.兩根線上的拉力大小一定相等
C.m1一定等于m2
D.q1一定等于q2
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