分析 (1)物塊從A滑到B的過程中,由動(dòng)能定理求出物塊滑到B點(diǎn)時(shí)的速度,由牛頓第二定律求解物塊受到軌道的支持力大小FN;
(2)分析物塊傳動(dòng)帶帶后的運(yùn)動(dòng)過程:物塊滑上傳送帶后做勻減速直線運(yùn)動(dòng),速度減至零時(shí)到達(dá)最右端,由牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式結(jié)合求解;
(3)物塊每次到達(dá)傳送帶上最右端時(shí),電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)傳送帶的速度立即減小,物塊向左加速,滑上圓弧后又滑下,再次滑上傳送帶,分析出物塊的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出總路程.
解答 解:(1)根據(jù)動(dòng)能定理得,mgR=$\frac{1}{2}m{v}^{2}$,
解得物塊到達(dá)B點(diǎn)的速度v=$\sqrt{2gR}=\sqrt{2×10×1.25}$m/s=5m/s,
根據(jù)牛頓第二定律得,${F}_{N}-mg=m\frac{{v}^{2}}{R}$,解得${F}_{N}=mg+m\frac{{v}^{2}}{R}=5+0.5×\frac{25}{1.25}N$=15N.
(2)物塊滑上傳送帶后,向右做勻減速直線運(yùn)動(dòng),則到達(dá)最右端時(shí)到B點(diǎn)的距離x=$\frac{{v}^{2}}{2a}=\frac{{v}^{2}}{2μg}=\frac{25}{2×0.5×10}m=2.5m$.
(3)物塊第一次滑動(dòng)最右端再回到B點(diǎn)相對(duì)地面運(yùn)動(dòng)的路程s1=2x=2×2.5m=5m,
第一次返回到B點(diǎn)的速度v1=v0-△v=3m/s,則物塊第二次向右勻減速直線運(yùn)動(dòng)的位移${x}_{1}=\frac{{{v}_{1}}^{2}}{2a}=\frac{9}{10}m=0.9m$,
物塊第二次滑到最右端再回到B點(diǎn)相對(duì)地面運(yùn)動(dòng)的路程s2=2x1=2×0.9m=1.8m,
第二次返回到B點(diǎn)的速度v2=v1-△v=3-1m/s=2m/s,則物塊第三次向右勻減速直線運(yùn)動(dòng)的位移${x}_{2}=\frac{{{v}_{2}}^{2}}{2a}=\frac{4}{10}m=0.4m$,
物塊第三次滑到最右端再回到B點(diǎn)相對(duì)地面的路程s3=2x2=2×0.4m=0.8m,
第三次返回到B點(diǎn)的速度v3=v2-△v=2-1m/s=1m/s,則物塊第四次向右勻減速直線運(yùn)動(dòng)的位移${x}_{3}=\frac{{{v}_{3}}^{2}}{2a}=\frac{1}{10}m=0.1m$,
因?yàn)槲飰K到達(dá)最右端時(shí),速度立即減小1m/s,則物塊第四次到達(dá)最右端后,傳送帶速度為零,物塊靜止.
則總路程S=s1+s2+s3+x3=5+1.8+0.8+0.1m=7.7m.
答:(1)物塊從A點(diǎn)下滑到B點(diǎn)時(shí)受到軌道的支持力大小為15N;
(2)物塊在傳送帶上向右運(yùn)動(dòng),到達(dá)最右端時(shí)到B點(diǎn)的距離x為2.5m;
(3)物塊最終停止時(shí),在傳送帶上相對(duì)于地面運(yùn)動(dòng)的總路程為7.7m.
點(diǎn)評(píng) 本題考查了動(dòng)能定理、牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式的綜合運(yùn)用,對(duì)于第三問,關(guān)鍵理清物塊在整個(gè)過程中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,確定出物塊最終停在的位置,結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式靈活求解.
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 電壓表 | B. | 電流表 | C. | 滑動(dòng)變阻器 | D. | 秒表 |
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 物塊水平拋出時(shí)的動(dòng)能與重力勢(shì)能相等 | |
B. | 落地時(shí)的重力功率是水平拋出時(shí)重力功率的兩倍 | |
C. | 落地時(shí)的速度大小為水平初速度大小的兩倍 | |
D. | 重力做功的大小是水平拋出時(shí)物塊動(dòng)能的兩倍. |
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科目:高中物理 來源: 題型:填空題
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科目:高中物理 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 向上 | B. | 向下 | C. | 向左 | D. | 向右 |
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
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