分析 (1)物體m從頂部滑到底端過程,機械能守恒,根據守恒定律列式求出物體滑上傳送帶時的速度;傳送帶勻速運動的速度v=Rω,根據牛頓第二定律得到物體在傳送帶上滑動的加速度大小,由運動學公式求得相對滑動的時間,從而得到物體對地和對傳送帶的相對位移,再根據功能關系求解.
(2)物體通過在傳送帶上留下的劃痕的長度等于兩者相對位移的大小,采用與上題相同的思路解答.
(3)當物體在傳送帶上減速至v時,離開傳送帶后的落地點在同一位置,由運動學公式和機械能守恒結合求解.
解答 解:(1)傳送帶勻速運動的速度 v=Rω=0.2×15=3m/s
物塊與傳送帶間有相對運動時的加速度大小 a=$\frac{f}{m}$=2m/s2;
當H=0.2m時,物體沿曲面下滑的過程中機械能守恒,則
mgH1=$\frac{1}{2}m{v}_{1}^{2}$
得 v1=$\sqrt{2g{H}_{1}}$=2m/s
相對滑動時間 t1=$\frac{v-{v}_{1}}{a}$=$\frac{3-2}{2}$s=0.5s
物塊對地位移 s1=v1t1+$\frac{1}{2}a{t}_{1}^{2}$=2.5m
傳送帶前進的位移 s2=vt1=1.5m
所以上述過程中電動機多消耗的電能 W=Q+△Ek=μmg(s2-ss1)+$\frac{1}{2}m({v}^{2}-{v}_{1}^{2})$=1.5J
(2)當H2=1.25時,物塊滑上傳送帶的速度為 v2.
由mgH2=$\frac{1}{2}m{v}_{2}^{2}$,得 v2=$\sqrt{2g{H}_{2}}$=5m/s>v
則物塊減速時間 t2=$\frac{{v}_{2}-v}{a}$=1s
物塊前進距離 s1′=v2t2-$\frac{1}{2}a{t}_{2}^{2}$=4m<L
t2時間內傳送帶前進 s2′=vt2=3m
故劃痕的長度△s=s1′-s2′=1m
(3)設物體滑上傳送帶的初速度為v3時,減速至右端的速度剛好為v,則 v2-${v}_{3}^{2}$=2aL
得 ${v}_{3}^{2}$=29(m/s)2;
又 mgH3=$\frac{1}{2}m{v}_{3}^{2}$
H3=1.45m
則當H≤1.45m時,物體離開傳送帶后的落地點在同一位置.
答:
(1)當H=0.2m時,物體通過傳送帶過程中,電動機多消耗的電能是1.5J.
(2)當H=1.25時,物體通過傳送帶后,在傳送帶上留下的劃痕的長度為1m.
(3)當H≤1.45m時,物體離開傳送帶后的落地點在同一位置.
點評 要注意分析產生的熱量即為摩擦力與相對位移間的乘積,再由能量守恒即可求得總能量,要注意分析能量間的相互轉化.
科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 凡是輕小的物體,皆可看做質點 | |
B. | 參考物必須選擇地面 | |
C. | 選擇不同參考物所觀察到的物體的運動情況可能不同 | |
D. | 位移是矢量,位移的方向即質點的運動方向 |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 重力對物體做的功為mgh | |
B. | 物體到海平面時的勢能為mgh | |
C. | 物體在海平面上的動能為$\frac{1}{2}$mv02-mgh | |
D. | 物體在海平面上的機械能為$\frac{1}{2}$mv02 |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 小球一直做勻變速直線運動 | B. | 小球一直做勻速直線運動 | ||
C. | 小球對桌面的壓力先減小后增大 | D. | 小球對桌面的壓力一直在增大 |
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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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:選擇題
A. | 這是兩只完全相同的彈簧測力計 | |
B. | 彈力的大小與彈簧的形變量成正比 | |
C. | 作用力與反作用力大小相等方向相反 | |
D. | 力F作用在a上,也作用在B上 |
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