【題目】如圖所示,一水平的足夠長(zhǎng)的淺色長(zhǎng)傳送帶與平板緊靠在一起,且上表面在同一水平面.傳送帶上左端放置一質(zhì)量為m=1kg的煤塊(視為質(zhì)點(diǎn)),煤塊與傳送帶及煤塊與平板上表面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為均為μ1=0.1.初始時(shí),傳送帶與煤塊及平板都是靜止的.現(xiàn)讓傳送帶以恒定的向右加速度a=3m/s2開始運(yùn)動(dòng),當(dāng)其速度達(dá)到v=1.5m/s后,便以此速度做勻速運(yùn)動(dòng).經(jīng)過(guò)一段時(shí)間,煤塊在傳送帶上留下了一段黑色痕跡后,煤塊相對(duì)于傳送帶不再滑動(dòng),隨后,在平穩(wěn)滑上右端平板上的同時(shí),在平板右側(cè)施加一個(gè)水平恒力F=17N,F(xiàn)作用了0.5s時(shí)煤塊與平板速度恰相等,此時(shí)刻撤去F.最終煤塊沒(méi)有從平板上滑下,已知平板質(zhì)量M=4kg,(重力加速度為g=10m/s2),求:

(1)傳送帶上黑色痕跡的長(zhǎng)度;
(2)有F作用期間平板的加速度大。
(3)平板上表面至少多長(zhǎng)(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)?

【答案】
(1)解:煤塊在傳送帶上發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),加速度a1= 1g=0.1×10m/s2=1 m/s2,方向向右;

設(shè)經(jīng)過(guò)時(shí)間時(shí)t1,傳送帶達(dá)到速度v,經(jīng)過(guò)時(shí)間時(shí)t2,煤塊速度達(dá)到v,

即v=at1=a1t2,代值可得t1=0.5s,t2=1.5s,

傳送帶發(fā)生的位移s= +v(t2﹣t1)= ,

煤塊發(fā)生的位移s′= =

黑色痕跡長(zhǎng)度即傳送帶與煤塊發(fā)生的位移之差,即:△s=s﹣s′,

代入數(shù)據(jù)解得△s=0.75m.

答:傳送帶上黑色痕跡的長(zhǎng)度為0.75m;


(2)煤塊滑上平板時(shí)的速度為v0=1.5m/s,加速度為a1= 1g=1m/s2

經(jīng)過(guò)t0=0.5s時(shí)速度v=v0﹣a1t0=1.5﹣1×0.5m/s=1.0m/s,

平板的加速度大小a2,則由v=a2t0=1.0m/s,

解得 a2=2 m/s2

答:有F作用期間平板的加速度大小為2m/s2;


(3)設(shè)平板與地面間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2,由a2=2 m/s2,

且Ma2=(F+μ1mg)﹣μ2(mg+Mg),代入數(shù)據(jù)解得μ2=0.2,

由于μ2>μ1,共速后煤塊將仍以加速度大小a1= 1g勻減速,直到停止,

而平板以加速度a3勻減速運(yùn)動(dòng),Ma31mg﹣μ2(mg+Mg),

代入數(shù)據(jù)解得a3=﹣2.25 m/s2,用時(shí)t3= =

所以,全程平板的位移為 S=

煤塊的位移S= ,

平板車的長(zhǎng)度即煤塊與平板的位移之差,L=S﹣S= =0.65m.

答:平板上表面至少0.65m.


【解析】(1)傳送帶上黑色痕跡的長(zhǎng)度就是物體相對(duì)于傳送帶的位移,即傳送帶與煤塊發(fā)生的位移之差,先求傳送帶發(fā)生的位移,再求煤塊發(fā)生的位移,代入數(shù)據(jù)即可求解。
(2)求有F作用期間平板的加速度大小,結(jié)合題目當(dāng)中的已知和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式即可求解。
(3)平板車的長(zhǎng)度即煤塊與平板的位移之差,只要平板上表面的長(zhǎng)度大于這個(gè)差值即可,縣根據(jù)牛頓第二定律求出兩物快塊的加速度,再根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出煤塊與平板的位移之差。

練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示為氫原子能級(jí)的示意圖,現(xiàn)有大量的氫原子處于n=4的激發(fā)態(tài),當(dāng)向低能級(jí)躍遷時(shí)輻射出若干不同頻率的光.關(guān)于這些光,下列說(shuō)法正確的是( )

A.波長(zhǎng)最大的光是由n=4能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)產(chǎn)生的
B.頻率最小的光是由n=2能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)產(chǎn)生的
C.這些氫原子總共可輻射出3種不同頻率的光
D.從n=2能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)電子動(dòng)能增加

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】在如下圖所示的整直平面內(nèi),物體A和物體B用跨過(guò)定滑輪的輕繩連接,分別靜止于傾角θ=30°的光滑斜面上的P點(diǎn)和粗糙絕緣水平面上,輕繩與對(duì)應(yīng)平面平行。勁度系數(shù)k=5N/m的輕彈簧一端固定在0點(diǎn),一端用另一輕繩穿過(guò)固定的光滑小環(huán)NB相連,彈簧處于原長(zhǎng),輕繩恰好拉直,NP垂直于斜面。水平面處于一種特殊的物質(zhì)中,A在其中會(huì)受到水平向右的恒力F0=1.3N。已知A、B的質(zhì)量分別為=0.2kg=0.3kg.設(shè)兩物體均視為質(zhì)點(diǎn),不計(jì)滑輪質(zhì)量和摩擦,繩不可伸長(zhǎng),彈簧始終在彈性限度內(nèi),A始終處在水平面上。A 與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.2,取g=10m/s.

(1)A所受摩擦力;

(2)現(xiàn)對(duì)B施加沿斜面向下的拉力F,使B以加速度a=0.3m/s開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)從PQ的過(guò)程中,歷時(shí)2s。已知NQ沿豎直方向,求B到達(dá)Q點(diǎn)時(shí)拉力F。

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【題目】汽車在平直公路上由靜止開始做加速度為a1的勻加速直線運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)時(shí)間t1 , 汽車剎車做勻減速運(yùn)動(dòng),加速度大小為a2 , 經(jīng)過(guò)時(shí)間t2后停下,則汽車在全程的平均速度為( )
A.a1t1
B.a2t2
C.(a1+a2)(t1+t2
D.

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【題目】如圖(a)所示,木板OA可繞軸O在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng),某研究小組利用此裝置探索物塊在方向始終平行于木板向上、大小為F=8N的力作用下加速度與傾角的關(guān)系.已知物塊的質(zhì)量m=1kg,通過(guò)DIS實(shí)驗(yàn),描繪出了如圖(b)所示的加速度大小a與傾角θ的關(guān)系圖線(θ<90°).若物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2,假定物塊與木板間的最大靜摩擦力始終等于滑動(dòng)摩擦力,g取10m/s2 . 則下列說(shuō)法中正確的是( )

A.由圖象可知木板與水平面的夾角處于θ1和θ2之間時(shí),物塊所受摩擦力一定為零
B.由圖象可知木板與水平面的夾角大于θ2時(shí),物塊所受摩擦力一定沿木板向上
C.根據(jù)題意可以計(jì)算得出物塊加速度a0的大小為6 m/s2
D.根據(jù)題意可以計(jì)算當(dāng)θ=45°時(shí),物塊所受摩擦力為f=μmgcos45°= N

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【題目】如圖所示,用天平測(cè)量勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度,下列各選項(xiàng)所示的載流線圈匝數(shù)相同,邊長(zhǎng)MN相等,將它們分別掛在天平的右臂下方,線圈中通有大小相同的電流,天平處于平衡狀態(tài),若磁場(chǎng)發(fā)生微小變化,天平最容易失去平衡的是( 。

A.
B.
C.
D.

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【題目】如圖所示,輕彈簧兩端拴接兩個(gè)質(zhì)量均為m的小球a、b,拴接小球的細(xì)線固定在天花板上,兩球靜止,兩細(xì)線與水平方向的夾角均為α=30°,彈簧水平,取重力加速度為g,以下說(shuō)法正確的是

A. 細(xì)線拉力大小為mg

B. 彈簧的彈力大小為mg

C. 剪斷左側(cè)細(xì)線瞬間,b球加速度大小為g

D. 剪斷左側(cè)細(xì)線瞬間,a球加速度大小為2g

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】交流電流表是一種能夠測(cè)量交變電流有效值的儀表,使用時(shí),只要將電流表串聯(lián)進(jìn)電路即可.?dāng)U大交流電流表量程可以給它并聯(lián)一個(gè)分流電阻.還可以給它配接一只變壓器,同樣也能起到擴(kuò)大電流表量程的作用.如圖所示,變壓器a、b兩個(gè)接線端子之間線圈的匝數(shù)n1 , c、d兩個(gè)接線端子之間線圈的匝數(shù)n2 , 并且已知n1>n2 , 若將電流表的“0~3A”量程擴(kuò)大,應(yīng)該將交流電流表的接線柱的“0”“3A”分別與變壓器的接線端子相連(選填“a、b”或“c、d”);這時(shí),電流表的量程為A.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】某同學(xué)將一直流電源的總功率PE、輸出功率PR和電源內(nèi)部的發(fā)熱功率Pr隨電流I變化的圖線畫在了同一坐標(biāo)系上,如圖中的a、b、c所示,根據(jù)圖線可知( )

A.反映Pr變化的圖線是b
B.電源電動(dòng)勢(shì)為8V
C.電源內(nèi)阻為1Ω
D.當(dāng)電流為0.5A時(shí),外電路的電阻為6Ω

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