【題目】如圖所示,在豎直平面內(nèi)有一傾角θ=37°的傳送帶,兩皮帶輪AB軸心之間的距離L=3.2 m,沿順時(shí)針方向以v0=2 m/s勻速運(yùn)動(dòng)。一質(zhì)量m=2 kg的物塊P從傳送帶頂端無初速度釋放,物塊P與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5。物塊P離開傳送帶后在C點(diǎn)沿切線方向無能量損失地進(jìn)入半徑為m的光滑圓弧形軌道CDF,并沿軌道運(yùn)動(dòng)至最低點(diǎn)F,與位于圓弧軌道最低點(diǎn)的物塊Q發(fā)生碰撞,碰撞時(shí)間極短,物塊Q的質(zhì)量M =1 kg,物塊PQ均可視為質(zhì)點(diǎn),重力加速度g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,。求:

(1)物塊P從傳送帶離開時(shí)的動(dòng)量;

(2)傳送帶對(duì)物塊P做功為多少;

(3)物塊P與物塊Q碰撞后瞬間,物塊P對(duì)圓弧軌道壓力大小的取值范圍。

【答案】(1)8kgm/s,方向與水平方向成斜向右下;(2)-22.4J;(3)

【解析】

(1)物塊在未到達(dá)與傳送帶共速之前,所受摩擦力方向沿傳送帶向下,

由牛頓第二定律得

解得

所需時(shí)間

沿斜面向下運(yùn)動(dòng)的位移

當(dāng)物塊的速度與傳送帶共速后由于 ,所以物塊所受摩擦力方向沿傳送帶向上,由牛頓第定律得

解得a2=2m/s2

物塊以加速度以運(yùn)動(dòng)的距離為

設(shè)物塊運(yùn)動(dòng)到傳送帶底端的速度為,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得v12=v02+2a2x2

解得

則動(dòng)量為P=mv1=,方向與水平方向成斜向右下

(2)物塊從頂端到底端,根據(jù)動(dòng)能定理:

可知傳送帶對(duì)物塊做功為:W=

(3)設(shè)物塊運(yùn)動(dòng)到點(diǎn)的速度為,由動(dòng)能定理得

解得

若物塊與物塊發(fā)生完全彈性碰撞,并設(shè)物塊碰撞后的速度為,物塊Q碰撞后的速度為,則兩物塊的碰撞過程動(dòng)量守恒,碰撞前后動(dòng)能之和不變;

解得

若物塊與物塊發(fā)生完全非彈性碰撞,則

解得

所以物塊的速度范圍為:

點(diǎn)由牛頓第二定律得:

解得:

物塊碰撞后間對(duì)圓弧軌道的壓力為,由牛頓第三定律可得:

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,用同種材料制成的一個(gè)軌道ABC,AB段為四分之一圓弧,半徑為R,水平放置的BC段長(zhǎng)為R。一個(gè)物塊質(zhì)量為m,與軌道的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,它由軌道頂端A從靜止開始下滑,恰好運(yùn)動(dòng)到C端停止,求:

(1)物體運(yùn)動(dòng)至B處的速度多大?

(2)物塊在AB段克服摩擦力做功多少

(3)物塊剛到達(dá)B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道壓力大小

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,電路中A、B為兩塊豎直放置的金屬板,C是一只靜電計(jì),開關(guān)S合上后,靜電計(jì)指針張開一個(gè)角度,下述做法可使靜電計(jì)指針張角增大的是( 。

A. 使A、B兩板靠近一些

B. 使A、B兩板正對(duì)面積減小一些

C. 斷開S后,使B板向右平移一些

D. 斷開S后,使A、B正對(duì)面積減小一些

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】研究彈簧的形變與外力的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中,將彈簧水平放置,測(cè)出其自然長(zhǎng)度,然后豎直懸掛讓其自然下垂,在其下端豎直向下施加外力F。實(shí)驗(yàn)過程是在彈簧的彈性限度內(nèi)進(jìn)行的。用記錄的外力F與彈簧的形變量x作出的F-x圖線如圖所示。

(1)彈簧的形變量x與外力F關(guān)系式F=___;(力的單位:N,長(zhǎng)度單位:m)

(2)圖線不過原點(diǎn)的原因是:______________

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在測(cè)量金屬絲電阻率的試驗(yàn)中,可供選用的器材如下:

待測(cè)金屬絲:(阻值約,額定電流約);

電壓表:(量程,內(nèi)阻約);

電流表:(量程,內(nèi)阻約);

(量程,內(nèi)阻約);

電源:(電動(dòng)勢(shì)3V,內(nèi)阻不計(jì))

(電動(dòng)勢(shì)12V,內(nèi)阻不計(jì))

滑動(dòng)變阻器:(最大阻值約

螺旋測(cè)微器;毫米刻度尺;開關(guān)S;導(dǎo)線。

用螺旋測(cè)微器測(cè)量金屬絲的直徑,示數(shù)如圖所示,讀數(shù)為 mm。

若滑動(dòng)變阻器采用限流接法,為使測(cè)量盡量精確,電流表應(yīng)選 、電源應(yīng)選

(均填器材代號(hào)),在虛線框中(間答題卡)完成電路原理圖。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】用圖甲所示裝置探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系.請(qǐng)思考并完成相關(guān)內(nèi)容:

1)實(shí)驗(yàn)時(shí),為平衡摩擦力,以下操作正確的是_______

A.連著砂桶,適當(dāng)調(diào)整木板右端的高度,直到小車被輕推后沿木板勻速運(yùn)動(dòng)

B.取下砂桶,適當(dāng)調(diào)整木板右端的高度,直到小車被輕推后沿木板勻速運(yùn)動(dòng)

C.取下砂桶,適當(dāng)調(diào)整木板右端的高度,直到小車緩慢沿木板做直線運(yùn)動(dòng)

2)圖乙是實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶,已知相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用電源頻率為50Hz,由此可求出小車的加速度a=_______m/s2(計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字).

3)一組同學(xué)在保持木板水平時(shí),研究小車質(zhì)量一定的情況下加速度a與合外力F的關(guān)系,得到如圖丙中所示的a﹣F圖線.則小車運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的摩擦力f=_______N;小車質(zhì)量M=_______kg.若該小組正確完成了步驟(1),得到的a﹣F圖線應(yīng)該是圖丙中的_______(填“②”、“③”“④”).

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】下列關(guān)于質(zhì)點(diǎn)的說法中正確的是  

A. 大的物體不能看作質(zhì)點(diǎn),小的物體能看作質(zhì)點(diǎn)

B. 研究自行車的運(yùn)動(dòng)時(shí),雖然車輪在轉(zhuǎn)動(dòng),但在研究某些方面時(shí),仍能將自行車視為質(zhì)點(diǎn)

C. 當(dāng)研究一列火車全部通過橋所需的時(shí)間時(shí),因?yàn)榛疖嚿细鼽c(diǎn)的運(yùn)動(dòng)相同,所以可以把火車視為質(zhì)點(diǎn)

D. 長(zhǎng)方體有形狀和大小,所以不能把長(zhǎng)方體看作質(zhì)點(diǎn)

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【題目】在維護(hù)和檢修高壓供電線路時(shí),為了不影響城市用電,電工經(jīng)常要在高壓線上帶電作業(yè).為了保障電工的安全,電工全身要穿上用金屬絲線編織的衣服(如圖甲).圖乙中電工站在高壓直流輸電線的A 供電線上作業(yè),其頭頂上方有B 供電線,B 供電線的電勢(shì)高于A 電線的電勢(shì).虛線表示電工周圍某一截面上的等勢(shì)線,c、de、f是等勢(shì)線上的四個(gè)點(diǎn).以下說法中正確的是

A. c、de、f 四點(diǎn)中,c 點(diǎn)的電場(chǎng)最強(qiáng)

B. c、d、e、f 四點(diǎn)中,f 點(diǎn)的電勢(shì)最高

C. 若將某電子由c 移到f,其電勢(shì)能將增大

D. 將某電子在d 點(diǎn)由靜止釋放,它會(huì)向e 點(diǎn)所在等勢(shì)面運(yùn)動(dòng)

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一個(gè)滑塊沿斜面靜止滑下,依次通過斜面上的A、B、C三點(diǎn),如圖所示,已知AB=6mBC=10m,滑塊經(jīng)過ABBC兩段位移的時(shí)間都是2秒,求:

1)滑塊運(yùn)動(dòng)的加速度?

2)滑塊在B點(diǎn)的瞬時(shí)速度?

3)滑塊A到初始位置的距離?

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