如圖所示為某同學(xué)設(shè)計(jì)的節(jié)能運(yùn)輸系統(tǒng).斜面軌道的傾角為37°,木箱與軌道之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.25.設(shè)計(jì)要求:木箱在軌道頂端時(shí),自動(dòng)裝貨裝置將質(zhì)量m=2.8kg的貨物裝入木箱,木箱載著貨物沿軌道無(wú)初速滑下,當(dāng)輕彈簧被壓縮至最短時(shí),自動(dòng)裝貨裝置立刻將貨物卸下,然后木箱恰好被彈回到軌道頂端,接著再重復(fù)上述過(guò)程.若g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:滿足設(shè)計(jì)要求的木箱質(zhì)量.
分析:對(duì)木箱上滑過(guò)程受力分析,根據(jù)牛頓第二定律列方程即可求解;
從開(kāi)始到木箱恰好被彈回到軌道頂端過(guò)程,系統(tǒng)損失的能量為mglsinθ即m的重力勢(shì)能,全部用來(lái)克服摩擦力做功.只看開(kāi)始和最后兩個(gè)狀態(tài)彈簧彈性勢(shì)能以及M的機(jī)械能沒(méi)有改變,據(jù)此可以利用功能關(guān)系求解.
解答:解:設(shè)木箱沿軌道下滑的最大距離為L(zhǎng),彈簧被壓縮至最短時(shí)的彈性勢(shì)能為EP,根據(jù)能量守恒定律:
貨物和木箱下滑過(guò)程中有:(m′+m)gsin37°L=μ(m′+m)gcos37°L+EP
木箱上滑過(guò)程中有EP=m′gsin37°L+μm′gcos37°L
聯(lián)立代入數(shù)據(jù)解得:m′=m=2.8kg;
答:滿足設(shè)計(jì)要求的木箱質(zhì)量2.8kg.
點(diǎn)評(píng):本題比較全面的考查了學(xué)生對(duì)功能關(guān)系、牛頓運(yùn)動(dòng)定律等的理解與應(yīng)用,有一定難度,在平時(shí)要加強(qiáng)這方面的訓(xùn)練.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

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(1)離開(kāi)彈簧后,木箱沿軌道上滑的過(guò)程中的加速度大小.
(2)滿足設(shè)計(jì)要求的木箱質(zhì)量.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

精英家教網(wǎng)I.下列說(shuō)法中正確的是
A.熱現(xiàn)象過(guò)程中不可避免地出現(xiàn)能量耗散現(xiàn)象,能量耗散是從能量轉(zhuǎn)化的角度反映出自然界中宏觀過(guò)程具有方向性
B.兩個(gè)分子間的距離由很遠(yuǎn)(r>10-9m)減小到很難再靠近的過(guò)程中,分子間作用力先減小后增大;分子勢(shì)能不斷增大
C.物體放出熱量,溫度不一定降低
D.在溫度不變的條件下,飽和汽的體積減小,其壓強(qiáng)增大
II.如圖所示為某同學(xué)設(shè)計(jì)的一簡(jiǎn)易火災(zāi)報(bào)警裝置.其原理是:豎直放置的試管中裝有水銀,當(dāng)溫度升高時(shí),水銀柱上升,當(dāng)水銀柱上表面與導(dǎo)線接觸時(shí),恰使電路導(dǎo)通,蜂鳴器發(fā)出報(bào)警的響聲.27℃時(shí),空氣柱長(zhǎng)度L1為20cm,水銀上表面與導(dǎo)線下端的距離L2為10cm,管內(nèi)水銀柱的高度h為13cm,大氣壓強(qiáng)為75cm水銀柱高.
(1)當(dāng)溫度至少達(dá)到多少攝氏度時(shí),報(bào)警器會(huì)報(bào)警?
(2)如果要使該裝置在87℃時(shí)報(bào)警,則應(yīng)該再往玻璃管內(nèi)至少注入多少厘米高的水銀柱?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

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(1)離開(kāi)彈簧后,木箱沿軌道上滑的過(guò)程中的加速度大小。

(2)滿足設(shè)計(jì)要求的木箱質(zhì)量

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科目:高中物理 來(lái)源:2015屆黑龍江省高一下學(xué)期期末考試物理試卷(解析版) 題型:計(jì)算題

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