14.如圖所示,處于原長的輕質(zhì)彈簧放在固定的光滑水平導(dǎo)軌上,左端固定在豎直的墻上,右端與質(zhì)量為mB=2kg的滑塊B接觸但不連接,此時(shí)滑塊B剛好位于O點(diǎn).光滑的水平導(dǎo)軌右端與水平傳送帶理想連接,傳送帶長度L=2.5m,皮帶輪沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動,帶動皮帶以恒定速率v=4.0m/s勻速傳動.現(xiàn)用水平向左的推力將滑塊B緩慢推到M點(diǎn)(彈簧仍在彈性限度內(nèi)),當(dāng)撤去推力后,滑塊B沿軌道向右運(yùn)動,滑塊B脫離彈簧后以速度vB=2.0m/s向右運(yùn)動,滑上傳送帶后并從傳送帶右端Q點(diǎn)滑出落至地面上的P點(diǎn).已知滑塊B與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)μ=0.10,水平導(dǎo)軌距地面的豎直高度h=1.8m,重力加速度g取10m/s2.求:

(1)水平向左的推力對滑塊B所做的功W;
(2)滑塊B從傳送帶右端滑出時(shí)的速度大小;
(3)滑塊B落至P點(diǎn)距傳送帶右端的水平距離.

分析 (1)根據(jù)能量守恒定律求出水平向左推力做功的大小.
(2)根據(jù)牛頓第二定律和運(yùn)動學(xué)公式判斷出滑塊B在傳送帶上的運(yùn)動規(guī)律,結(jié)合運(yùn)動學(xué)公式求出到達(dá)右端時(shí)的速度.
(3)根據(jù)高度求出平拋運(yùn)動的時(shí)間,結(jié)合離開的初速度和時(shí)間求出水平距離.

解答 解:(1)設(shè)滑塊B脫離彈簧時(shí)速度為vB,推力對B所做的功為W,根據(jù)能量守恒有
$W=\frac{1}{2}{m}_{B}{{v}_{B}}^{2}=\frac{1}{2}×2×4J=4J$.
(2)滑塊B滑上傳送帶后做勻加速運(yùn)動,設(shè)滑塊B從滑上傳送帶到速度達(dá)到傳送帶的速度v所用的時(shí)間為t,加速度大小為a,在時(shí)間t內(nèi)滑塊B的位移為s.
根據(jù)牛頓第二定律和運(yùn)動學(xué)公式得:μmg=ma,
v=vB+at,
$s={v}_{B}t+\frac{1}{2}a{t}^{2}$,
代入數(shù)據(jù)解得:s=6m>L
即滑塊B在傳送帶上一直做勻加速運(yùn)動,設(shè)滑出時(shí)的速度為v′,
由$v{′}^{2}-{{v}_{B}}^{2}=2aL$,
代入數(shù)據(jù)解得v′=3m/s.
(3)由$h=\frac{1}{2}g{t}^{2}$得,t=$\sqrt{\frac{2h}{g}}=\sqrt{\frac{2×1.8}{10}}s=0.6s$
S=v′t=3×0.6m=1.8m.
答:(1)水平向左的推力對滑塊B所做的功W為4J;
(2)滑塊B從傳送帶右端滑出時(shí)的速度大小為3m/s;
(3)滑塊B落至P點(diǎn)距傳送帶右端的水平距離為1.8m.

點(diǎn)評 本題考查了平拋運(yùn)動和勻變速直線運(yùn)動的綜合運(yùn)用,結(jié)合能量守恒、牛頓第二定律和運(yùn)動學(xué)公式綜合求解,理清滑塊在傳送帶上的運(yùn)動規(guī)律是解決本題的關(guān)鍵.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:解答題

4.某同學(xué)用以下器材用伏安法盡可能精確地測量一阻值約為200Ω的電阻.
A. 電流表:量程為200mA,內(nèi)阻約為0.1Ω
B. 電壓表:量程為3V,內(nèi)阻約為3kΩ
C. 滑動變阻器:最大阻值為20Ω,額定電流1A
D. 低壓直流電源:電壓6V,內(nèi)阻忽略
F. 電鍵K,導(dǎo)線若干
在方框中畫出實(shí)驗(yàn)電路圖.

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5.在“測定金屬絲的電阻率”的實(shí)驗(yàn)中.
(1)一多用電表的電阻檔有三個(gè)倍率,分別是×1、×10、×100.同學(xué)甲先用×1檔粗略測量金屬絲的電阻,表盤指針位置如圖1所示,金屬絲的電阻約為4.5Ω.

(2)為準(zhǔn)確測量金屬絲的電阻,同學(xué)乙取來兩節(jié)新的干電池、電鍵、若干導(dǎo)線和下列器材:
A.電壓表0~3V,內(nèi)阻約10kΩ
B.電壓表0~15V,內(nèi)阻約50kΩ
C.電流表0~0.6A,內(nèi)阻約0.05Ω
D.電流表0~3A,內(nèi)阻約0.01Ω
E.滑動變阻器,0~10Ω
①要求較準(zhǔn)確地測出其阻值,電壓表應(yīng)選A,電流表應(yīng)選C(填序號);
②按實(shí)驗(yàn)要求在圖2的方框內(nèi)畫出實(shí)驗(yàn)電路圖.

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2.如圖所示,物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為μ=0.3,物體質(zhì)量為m=5.0kg.現(xiàn)對物體施加一個(gè)跟水平方向成θ=37°斜向上的拉力F,使物體沿水平面做勻速運(yùn)動且前進(jìn)了x=5m.已知cos37°=0.8,sin37°=0.6,【取g=9.8m/s2】.求
(1)拉力F的大小.
(2)在此過程中拉力F所做的功.

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9.探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系時(shí),在彈性限度內(nèi),懸掛15N重物時(shí),彈簧長度為0.16m;再懸掛5N重物時(shí),彈簧長度變?yōu)?.18m,則彈簧的原長L原和勁度系統(tǒng)k分別為( 。
A.L=0.02m k=500N/mB.L=0.10m k=500N/m
C.L=0.02m k=250N/mD.L=0.10m k=250N/m

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19.如圖所示,閉合金屬圓環(huán)沿垂直于磁場方向放置在勻強(qiáng)磁場中,將它從勻強(qiáng)磁場中勻速拉出,以下各種說法中正確的是( 。
A.向左拉出和向右拉出時(shí),環(huán)中的感應(yīng)電流方向相反
B.向左或向右拉出時(shí),環(huán)中的感應(yīng)電流方向都是沿順時(shí)針方向的
C.向左或向右拉出時(shí),環(huán)中的感應(yīng)電流方向都是沿逆時(shí)針方向的
D.環(huán)在離開磁場之后,仍然有感應(yīng)電流

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6.如圖所示為水平傳送帶裝置示意圖,繃緊的傳送帶AB始終保持v0=2m/s的恒定速率運(yùn)行,一質(zhì)量為m的工件無初速度地放在A處,傳送帶對工件的滑動摩擦力使工件開始做勻加速直線運(yùn)動,設(shè)工件與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為μ=0.2,AB之間的距離為L=10m,g取10m/s2,求工件從A處運(yùn)動到B處所用的時(shí)間.

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3.一個(gè)質(zhì)量m=2kg的物體,受到與水平方向成37°角斜向下方的推力F=25N的作用,在水平地面上移動的距離s=2m,如圖所示,物體與地面間的動摩擦因素μ=0.2,其中g(shù)=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求;
(1)各個(gè)力對物體所做的功;
(2)各個(gè)力對物體做功的代數(shù)和;
(3)物體所受合力的大。
(4)合力所做的功.

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16.小明同學(xué)在學(xué)完力的合成與分解后,想在家里通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證力的平行四邊形定則.他從學(xué)校的實(shí)驗(yàn)室里借來兩只彈簧測力計(jì),按如下步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn).
A.在墻上貼一張白紙用來記錄彈簧彈力的大小和方向;
B.在一只彈簧測力計(jì)的下端懸掛一水杯,記下靜止時(shí)彈簧測力計(jì)的讀數(shù)F;
C.將一根大約30cm長的細(xì)線從杯帶中穿過,再將細(xì)線兩端拴在兩只彈簧測力計(jì)的掛鉤上,在靠近白紙?zhí)帉ΨQ地拉開細(xì)線,使兩只彈簧測力計(jì)的讀數(shù)相等,記下彈簧測力計(jì)的讀數(shù),如圖甲所示;
D.在白紙上按一定標(biāo)度做出兩個(gè)彈簧測力計(jì)的彈力的圖示,如圖乙所示,根據(jù)力的平行四邊形定則可求出這兩個(gè)彈力的合力F′;
E.若F′近似在豎直方向,且數(shù)值與F近似相等,就可以驗(yàn)證力的平行四邊形定則.
①步驟C有遺漏,遺漏的內(nèi)容是還要記下兩條細(xì)線的方向;
②在步驟C中,彈簧測力計(jì)的讀數(shù)為3.00 N;
③在步驟D中,合力F′=5.8 N.

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同步練習(xí)冊答案