【題目】如圖1所示,光滑曲面AB與水平傳送帶BC在B處恰好平滑連接,質(zhì)量m=1kg的物塊從A點(diǎn)由靜止滑下,當(dāng)傳送帶靜止不動(dòng)時(shí),物塊最終停在距B點(diǎn)x=2.5m處的傳送帶上,調(diào)整皮帶輪的運(yùn)動(dòng)角速度ω可以改變物塊到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的速度大。阎狝、B兩點(diǎn)的豎直距離h=1.25m,BC長(zhǎng)L=20m,皮帶輪的半徑R=0.1m,物塊視為質(zhì)點(diǎn),傳送帶始終張緊且不打滑,取g=10m/s2 .
(1)求物塊運(yùn)動(dòng)至B點(diǎn)時(shí)的速度大。
(2)求物塊與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù).
(3)讓傳送帶順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),設(shè)物塊到達(dá)C點(diǎn)的速度大小為vC , 試畫出圖2vC隨皮帶輪角速度ω變化關(guān)系的vC﹣ω圖象.
【答案】
(1)
解:由A到B過(guò)程滿足機(jī)械能守恒定律 ,即 = m/s.
(2)
解:傳送帶靜止不動(dòng),物塊做減速運(yùn)動(dòng)直至停止,則根據(jù)動(dòng)能定理可﹣ ,即 =
(3)
解:當(dāng)傳送輪順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),物塊在傳送帶上一直加速到右端C,達(dá)到最大速度vC,則根據(jù)動(dòng)能定理可得:
即
解得vC= ,
又vC=ωR,解得ω=150rad/s.
若傳送帶的v≥15m/s,即ω≥150rad/s,物塊一直加速,且vC=15m/s;
若傳送帶的速度0<v<15m/s,即0<ω<150rad/s,則物體到達(dá)C的速度vC=v,
即vC=ωR=0.1ω.vC隨皮帶輪角速度ω變化關(guān)系的vC﹣ω圖象如下圖.
【解析】(1)由A到B過(guò)程滿足機(jī)械能守恒定律,用機(jī)械能守恒定律即可求物塊運(yùn)動(dòng)至B點(diǎn)時(shí)的速度大;(2)傳送帶靜止不動(dòng),物塊做減速運(yùn)動(dòng)直至停止根據(jù)動(dòng)能定理可以求出動(dòng)摩擦因數(shù);(3)讓傳送帶順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)速度為v,傳送帶速度較小時(shí),vC=v;傳送帶速度較大時(shí),vC=15m/s.
【考點(diǎn)精析】掌握動(dòng)能定理的綜合應(yīng)用是解答本題的根本,需要知道應(yīng)用動(dòng)能定理只考慮初、末狀態(tài),沒(méi)有守恒條件的限制,也不受力的性質(zhì)和物理過(guò)程的變化的影響.所以,凡涉及力和位移,而不涉及力的作用時(shí)間的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題,都可以用動(dòng)能定理分析和解答,而且一般都比用牛頓運(yùn)動(dòng)定律和機(jī)械能守恒定律簡(jiǎn)捷.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】在探究靜摩擦力變化的規(guī)律及滑動(dòng)摩擦力變化的規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中,特設(shè)計(jì)了如圖甲所示的演示裝置,力傳感器A與計(jì)算機(jī)連接,可獲得力隨時(shí)間變化的規(guī)律,將力傳感器固定在光滑水平桌面上,測(cè)力端通過(guò)細(xì)繩與一滑塊相連(調(diào)節(jié)傳感器高度可使細(xì)繩水平),滑塊放在較長(zhǎng)的小車上,小車一端連接一根輕繩并跨過(guò)光滑的輕定滑輪系一只空沙桶(調(diào)節(jié)滑輪可使桌面上部細(xì)繩水平),整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài).實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)打開(kāi)傳感器同時(shí)緩慢向沙桶里倒入沙子,小車一旦運(yùn)動(dòng)起來(lái),立即停止倒沙子,若力傳感器采集的圖象如圖乙,則結(jié)合該圖象,下列說(shuō)法正確的是( 。
A.不可能求出空沙桶的重力
B.可求出滑塊與小車之間的滑動(dòng)摩擦力的大小
C.可求出滑塊與小車之間的最大靜摩擦力的大小
D.可判斷第50秒后小車做勻速直線運(yùn)動(dòng) (滑塊仍在車上)
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示為理想變壓器,原線圈的匝數(shù)為1 000匝,兩個(gè)副線圈的匝數(shù)分別為50匝和100匝,L1是“6V,2W”的小燈泡,L2是“12V,4W”的小燈泡,當(dāng)原線圈接上交變電壓時(shí),L1、L2都正常發(fā)光,那么,原線圈中的電流( )
A.
A
B.
A
C.
A
D.
A
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】質(zhì)量為10 g的子彈,以300 m/s的水平初速度射入一塊豎直固定的木板,把木板打穿,子彈射出的速度是200 m/s。若木板厚度為10 cm,求子彈對(duì)木板的平均作用力。
小明同學(xué)的做法如下,你同意他的解法嗎?
由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式:v2-=2ax得:
a== m/s2=-2.5×103 m/s2
由牛頓第二定律:
F=ma=10×(-2.5×103)N=-2.5×104 N。
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,一根彈簧一端固定在左側(cè)豎直墻上,另一端連著A小球,同時(shí)水平細(xì)線一端連著A球,另一端固定在右側(cè)豎直墻上,彈簧與豎直方向的夾角是60°,A、B兩小球分別連在另一根豎直彈簧兩端.開(kāi)始時(shí)AB兩球都靜止不動(dòng),A、B兩小球的質(zhì)量相等,重力加速度為g,若不計(jì)彈簧質(zhì)量,在水平細(xì)線被剪斷瞬間,A、B兩球的加速度分別為( )
A.aA=aB=g
B.aA=2g,aB=0
C.aA= g,aB=0
D.aA=2 g,aB=0
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】某物體在地球表面,受到地球的萬(wàn)有引力為F.若此物體受到的引力減小為 ,則其距離地面的高度應(yīng)為(R為地球半徑)( )
A.R
B.2R
C.4R
D.8R
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示,光滑水平面上的甲、乙兩個(gè)物體在水平恒力F1、F2作用下運(yùn)動(dòng),若F1<F2,則下述選項(xiàng)中正確的是( )
A.若撤去F1,則甲的加速度一定增大
B.若撤去F1,則甲對(duì)乙的作用力一定減少
C.若撤去F2,則乙的加速度一定增大
D.若撤去F2,則乙對(duì)甲的作用力一定減少
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示為圓柱形區(qū)域的橫截面.在沒(méi)有磁場(chǎng)的情況下,帶電粒子(不計(jì)重力)以某一初速度沿截面直徑方向入射時(shí),穿過(guò)此區(qū)域的時(shí)間為t;若該區(qū)域加垂直該區(qū)域的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,帶電粒子仍以同一初速度沿截面直徑入射,帶電粒子飛出此區(qū)域時(shí),速度方向偏轉(zhuǎn)了 ,根據(jù)上述條件可求得的物理量為( )
A.帶電粒子的比荷
B.帶電粒子的初速度
C.帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑
D.帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的周期
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:
【題目】某校學(xué)習(xí)興趣小組在研究“探索小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn),圖是某次實(shí)驗(yàn)得出的紙帶,所用電源的頻率為50Hz,舍去前面比較密集的點(diǎn),從0點(diǎn)開(kāi)始,每5個(gè)連續(xù)點(diǎn)取1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),標(biāo)以1、2、3….各計(jì)數(shù)點(diǎn)與0計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離依次為d1=3cm,d2=7.5cm,d3=13.5cm,則
(1)物體做的運(yùn)動(dòng),理由是;
(2)物體通過(guò)1計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度v1=m/s;
(3)物體運(yùn)動(dòng)的加速度為a=m/s2 .
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