如圖甲所示為某工廠將生產(chǎn)工件裝車的流水線原理示意圖．AB段是一光滑曲面，A距離水平段BC的高為H=1.25m，水平段BC使用水平傳送帶裝置傳送工件，已知BC長L=3m，傳送帶與工件（可視為質(zhì)點）間的動摩擦因數(shù)為μ=0.4，皮帶輪的半徑為R=0.1m，其上部距車廂底面的高度h=0.45m．設(shè)質(zhì)量m=1kg的工件由靜止開始從A點下滑，經(jīng)過B點的拐角處無機械能損精英家教網(wǎng)失．通過調(diào)整皮帶輪（不打滑）的轉(zhuǎn)動角速度ω
可使工件經(jīng)C點拋出后落在固定車廂中的不同位置，取g=10m/s2．
（1）當(dāng)皮帶輪靜止時，工件運動到點C時的速度為多大？
（2）皮帶輪以ω1=20rad/s逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動，在工件運動到C點的過程中因摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能為多少？
（3）設(shè)工件在固定車廂底部的落點到C點的水平距離為s，試在圖乙中定量畫出s隨皮帶輪角速度ω變化關(guān)系的s-ω圖象．（規(guī)定皮帶輪順時針方向轉(zhuǎn)動時ω取正值，該問不需要寫出計算過程）
分析：（1）由工件從A到C過程，根據(jù)動能定理，即可求解；
（2）對工件從A至B過程，根據(jù)動能定理，可求出B點的速度，再由牛頓第二定律，結(jié)合運動學(xué)公式，最后由功能關(guān)系，即可求解；
（3）根據(jù)水平距離s隨皮帶輪角速度ω變化關(guān)系式，即可作圖．
解答：解：（1）當(dāng)皮帶輪靜止時，工件從A到C過程，由動能定理有：
mgH-μmgL=
1
2
mvC2-0
代入數(shù)值解得：vC=
2×10×1.25-0.4×10×3=
1m/s
（2）對工件從A至B過程，由動能定理得：
mgH=
1
2
mvB2-0
代入數(shù)值解得：vB=
2×10×1.25
=5m/s
當(dāng)皮帶輪以ω1=20rad/s逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動時，工件從B至C的過程中一直做勻減速運動，
由牛頓第二定律，則有：μmg=ma
設(shè)速度減至vC歷時為t，則vB-vC=at
工件對地位移：s工=L
皮帶輪速度：v1=Rω1=2m/s
傳送帶對地位移：s帶=v1t
工件相對傳送帶的位移：s相=s工+s帶
由功能關(guān)系可知：因摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能：Q摩=μmgs相
解得：Q摩=20J
（3）水平距離s隨皮帶輪角速度ω變化關(guān)系的s-ω圖象如圖所示
精英家教網(wǎng)
答：（1）當(dāng)皮帶輪靜止時，工件運動到點C時的速度為1m/s；
�。�2）在工件運動到C點的過程中因摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能為20J；
�。�3）在圖乙中定量畫出s隨皮帶輪角速度ω變化關(guān)系的s-ω圖象，如上圖所示．
點評：考查動能定理的應(yīng)用，注意過程的選取與功的正負(fù)，掌握牛頓第二定律與運動學(xué)公式的運用，注意摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能涉及到相對位移，同時注意作圖的要點．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

（2012?嘉興二模）某興趣小組欲通過測定工業(yè)污水（含多種重金屬離子）的電阻率來判斷某工廠廢水是否達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)（一般工業(yè)廢水電阻率的達(dá)標(biāo)值為ρ≥200Ω?m）．如圖甲所示為該同學(xué)所用盛水容器，其左、右兩側(cè)面為金屬薄板（電阻極小），其余四面由絕緣材料制成，左右兩側(cè)帶有接線柱．容器內(nèi)表面長a=40cm，寬b=20cm，高c=10cm．將水樣注滿容器后，進(jìn)行以下操作：
（1）分別用多用電表歐姆擋的“×1k”、“×100”兩檔 粗測水樣的電阻值時，表盤上指針如圖乙所示，則所測水樣的電阻約為
1800
1800
Ω．
（2）為更精確地測量所取水樣的電阻，該小組從實驗室中找到如下實驗器材：
A．電流表（量程5mA，電阻RA為50Ω）
B．電壓表（量程15V，電阻R v約為10kΩ）
C．滑動變阻器（0～20Ω，額定電流1A）
D．電源（12V，內(nèi)阻約10Ω）
E．開關(guān)一只、導(dǎo)線若干
請在答題卷相應(yīng)位置的實物圖中完成電路連接．
（3）正確連接電路后，閉合開關(guān)，測得一組U、I數(shù)據(jù)；再調(diào)節(jié)滑動變阻器，重復(fù)上述測量步驟，得出一系列數(shù)據(jù)如表所示，請在在答題卷相應(yīng)位置的坐標(biāo)紙中作出U-I關(guān)系圖線．
U/V 2.0 3.8 6.8 8.0 10.2 11.6
I/mA 0.73 1.36 2.20 2.89 3.66 4.15
（4）由以上測量數(shù)據(jù)可以求出待測水樣的電阻率為
137.2
137.2
Ω?m．據(jù)此可知，所測水樣在電阻率這一指標(biāo)上
不達(dá)標(biāo)
不達(dá)標(biāo)
（選填“達(dá)標(biāo)”或“不達(dá)標(biāo)”

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科目：高中物理 來源： 題型：

某興趣小組欲通過測定工業(yè)污水（含多種重金屬離子）的電阻率來判斷某工廠廢水是否達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)（達(dá)標(biāo)的污水離子濃度低，電阻率大，一般電阻率≥200Ω·m的工業(yè)廢水即達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)）。如圖甲所示為該同學(xué)所用盛水容器，其左、右兩側(cè)面為金屬薄板（電阻極�。溆嗨拿嬗山^緣材料制成，左右兩側(cè)帶有接線柱。容器內(nèi)表面長a＝40cm，寬b＝20cm，高c＝10cm。將水樣注滿容器后，進(jìn)行以下操作：

（1）分別用多用電表歐姆擋的“×1k”、“× 100”兩檔 粗測水樣的電阻值時，表盤上指針如圖乙所示，則所測水樣的電阻約為　 . Ω。

（2）為更精確地測量所取水樣的電阻，該小組從實驗室中找到如下實驗器材：

A.電流表(量程5mA，電阻R A為500Ω)

B.電壓表(量程15 V，電阻R v約為10 kΩ)

C.滑動變阻器(0~20Ω，額定電流1 A)

D.電源(12V，內(nèi)阻約10Ω)

E.開關(guān)一只、導(dǎo)線若干

請在答題卷相應(yīng)位置的實物圖中完成電路連接。

（3）正確連接電路后，閉合開關(guān)，測得一組U、I數(shù)據(jù)；再調(diào)節(jié)滑動變阻器，重復(fù)上述測量步驟，得出一系列數(shù)據(jù)如表所示。

U/V

2.0

4.0

6.0

8.0

10.0

12.0

I/mA

0.73

1.43

2.17

2.89

3.58

4.30

由以上測量數(shù)據(jù)可以求出待測水樣的電阻率為　　 Ω·m。據(jù)此可知，所測水樣　 　 排放標(biāo)準(zhǔn)(填“達(dá)到”或 “沒達(dá)到”)

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科目：高中物理 來源：2013-2014學(xué)年遼寧省新民市高三上學(xué)期期末考試物理試卷（解析版） 題型：計算題

如圖甲所示為某工廠將生產(chǎn)工件裝車的流水線原理示意圖。AB段是一光滑曲面，A距離水平段BC的高為H＝1.25m，水平段BC使用水平傳送帶裝置傳送工件，已知BC長L＝3m，傳送帶與工件(可視為質(zhì)點)間的動摩擦因數(shù)為μ＝0.4，皮帶輪的半徑為R＝0.1m，其上部距車廂底面的高度h＝0.45m。讓質(zhì)量m＝1kg的工件由靜止開始從A點下滑，經(jīng)過B點的拐角處無機械能損失。通過調(diào)整皮帶輪(不打滑)的轉(zhuǎn)動角速度ω可使工件經(jīng)C點拋出后落在固定車廂中的不同位置，取g＝10m/s2。求：

(1)當(dāng)皮帶輪靜止時，工件運動到點C時的速度為多大？

(2)皮帶輪以ω1＝20rad/s逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動，在工件運動到C點的過程中因摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能是多少？

(3)設(shè)工件在車廂底部的落點到C點的水平距離為s，在圖乙中定量畫出s隨皮帶輪角速度ω變化關(guān)系的s－ω圖象。(規(guī)定皮帶輪順時針方向轉(zhuǎn)動時ω取正值，該問不需要寫出計算過程)

 

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科目：高中物理 來源：2013-2014學(xué)年寧夏高三上第三次月考物理試卷（解析版） 題型：計算題

（18分）如圖甲所示為某工廠將生產(chǎn)工件裝車的流水線原理示意圖。AB段是一光滑曲面，A距離水平段BC的高為H＝1.25m，水平段BC使用水平傳送帶裝置傳送工件，已知BC長L＝3m，傳送帶與工件（可視為質(zhì)點）間的動摩擦因數(shù)為μ＝0.4，皮帶輪的半徑為R＝0.1m，其上部距車廂底面的高度h＝0.45m。讓質(zhì)量m＝1kg的工件由靜止開始從A點下滑，經(jīng)過B點的拐角處無機械能損失。通過調(diào)整皮帶輪（不打滑）的轉(zhuǎn)動角速度ω可使工件經(jīng)C點拋出后落在固定車廂中的不同位置，取g＝10m/s2。求：

（1）當(dāng)皮帶輪靜止時，工件運動到點C時的速度為多大？

（2）皮帶輪以ω1＝20rad/s逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動，在工件運動到C點的過程中因摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能是多少？

（3）設(shè)工件在車廂底部的落點到C點的水平距離為s，在圖乙中定量畫出s隨皮帶輪角速度ω變化關(guān)系的s－ω圖象。（規(guī)定皮帶輪順時針方向轉(zhuǎn)動時ω取正值，該問不需要寫出計算過程）

 

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