17.如圖所示,足夠長(zhǎng)的傳送帶與水平面傾角θ=37°,以4m/s的速率逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng).在距傳送帶底部2m(米)處輕放一質(zhì)量m=1.0kg的帶正電q=1×10-1C絕緣物體(可視作質(zhì)點(diǎn)),物體與斜面間動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.25,同時(shí)加一勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)為E=102N/C,方向平行傳送帶向上.經(jīng)時(shí)間t=2s撤去電場(chǎng),(設(shè)傳送帶足夠長(zhǎng))求:
(1)從加電場(chǎng)開始到物體返回到傳送帶底端時(shí)物體與傳送帶因摩擦產(chǎn)生的熱量?
(2)從加電場(chǎng)開始到物體返回到傳送帶底端過(guò)程中帶動(dòng)傳送帶的電動(dòng)機(jī)必須增加的平均功率?(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,)

分析 (1)確定受力情況,分析物體的運(yùn)動(dòng),由Q=fS相對(duì)求得熱量,
(2)增加的功率為摩擦力對(duì)物體做功的平均功率.

解答 解:(1)選向上為正,剛放上時(shí):物體所受電場(chǎng)力為F=Eq=10N 方向向上
重力沿斜面向下的分量為:mgsinθ=6N
摩擦力向下為:f=umgcosθ=0.25×10×0.8=2N
加速度為:a1=$\frac{{F}_{合}}{m}$=$\frac{10-6-2}{1}$=2m/s2
t得到速度為:v=4m/s
加速距離為:x1=$\frac{1}{2}a{t}^{2}$=$\frac{1}{2}×2×{2}^{2}$=4m
當(dāng)電場(chǎng)去掉后:合力為F2=-(mgsinθ+μmgcosθ)=-8N  加速度${a}_{2}=\frac{-8}{1}$=-8m/s2
則為減速向上運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)位移為:x2=$\frac{{-v}_{0}^{2}}{2{a}_{2}}$=$\frac{-16}{-16}$=1m
當(dāng)速度減為0后,再做反向加速運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)加速度為a2=-8m/s
若速度達(dá)到與傳送帶同速為v2=-4m/s則要用時(shí)t′:t′=$\frac{-4-0}{-8}$=0.5S
 完成位移為:${x}_{2}=\frac{{v′}^{2}-0}{2a}$=$\frac{16}{-16}$=-1m   
此后所受合力為:F3=-(mgsinθ-μmgcosθ)=-4m/s2
加速度為:${a}_{3}=-4m/{s}^{2}$  
一直做勻加速運(yùn)動(dòng)到底端完成的位移為-6m,達(dá)到的速度為
用時(shí)t3:則-6=-4t3$+\frac{1}{2}{a}_{3}{t}_{3}^{2}$  則t3=1s   v3=v2+a3t=-7m/s
總的相對(duì)位移為△S=18m
熱量Q=μmg△s=36J
(2)因物體放上增加的總功為摩擦力對(duì)物體做的總功:
由動(dòng)能定理:mgh+Eqx1+wf=$\frac{1}{2}m{v}_{3}^{2}$    ①
平均功率為:P=$\frac{{w}_{f}}{t}$            ②
由①②可得:P=4W
答:(1)傳送帶因摩擦產(chǎn)生的熱量為36J.
(2)必須增加的平均功率4W

點(diǎn)評(píng) 該題傳送帶問(wèn)題,為?碱}目,要認(rèn)真分析物體的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況,選擇恰當(dāng)?shù)倪^(guò)程運(yùn)用動(dòng)能定理解題,本題難度大.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

7.物理圖象能簡(jiǎn)明、形象地反映某物理量隨另一物理量變化的規(guī)律,故圖象法在物理中有廣泛的應(yīng)用.如v-t圖象切線的斜率反映的是物體的加速度,所圍的“面積”反映的是物體運(yùn)動(dòng)的位移.如右圖所示,是一靜電場(chǎng)中電勢(shì)ϕ隨x的分布圖象.已知該靜電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)方向平行于x軸,圖中φ0和d為已知量.以下判斷正確的是( 。
A.在0<x<d區(qū)域,分布著沿x正方向的電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度逐漸減小
B.在-d<x<0區(qū)域,分布著沿x負(fù)方向的電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度恒定為$E=\frac{φ_0}e1fls1d$
C.一個(gè)帶負(fù)電的粒子(電量為-q)從x=0位置出發(fā),初動(dòng)能為$\frac{{{φ_0}q}}{2}$,只在x軸上運(yùn)動(dòng),則其能達(dá)到x軸正方向最遠(yuǎn)位置為x=$\frac9iqmio4{2}$
D.一個(gè)帶負(fù)電的粒子(電量為-q,質(zhì)量為m)在電場(chǎng)中從x=0位置出發(fā),初動(dòng)能為qφ0,在x軸上運(yùn)動(dòng),此粒子運(yùn)動(dòng)的周期為T=$\sqrt{\frac{32m}{{q{φ_0}}}}d$

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:填空題

8.在“探究小車速度隨時(shí)間變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中,紙帶記錄了小車的運(yùn)動(dòng)情況,在紙帶上確定出0、1、2、3、4、5、6共7個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn),每?jī)蓚(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出.測(cè)得:s1=1.40cm,s2=1.90cm,s3=2.38cm,s4=2.88cm,s5=3.38cm,s6=3.87cm.那么:

(1)在計(jì)時(shí)器打出點(diǎn)2、3點(diǎn)時(shí),小車的瞬時(shí)速度v2=0.21 m/s,v3=0.26 m/s.
(2)小車的加速度是0.49m/s2

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

5.如圖所示,質(zhì)量為m的小物塊以初速度v0沿足夠長(zhǎng)的固定斜面上滑,斜面傾角為θ,物塊與該斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ>tan θ,下圖表示該物塊的速度v和所受摩擦力Ff隨時(shí)間t變化的圖線(以初速度v0的方向?yàn)檎较颍┲锌赡苷_的是( 。
A.B.C.D.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

12.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:Rx(阻值約4Ω,額定電壓約2V);
電壓表:V(量程3V,內(nèi)阻約3kΩ);
電流表:A1(量程0.6A,內(nèi)阻約0.2Ω);
A2(量程3A,內(nèi)阻約0.05Ω);
電源:E1(電動(dòng)勢(shì)3V,內(nèi)阻不計(jì))
E2(電動(dòng)勢(shì)12V,內(nèi)阻不計(jì))
滑動(dòng)變阻器:R1(最大阻值約20Ω)
滑動(dòng)變阻器:R2(最大阻值約1kΩ)
螺旋測(cè)微器;毫米刻度尺;開關(guān);導(dǎo)線.
(1)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1.773±0.001mm.
(2)為使測(cè)量盡量精確,需要多組測(cè)量,電流表應(yīng)選A1、電源應(yīng)選E1滑變應(yīng)選R1(均填器材代號(hào)),在虛線框中(答題卡上)完成電路原理圖.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

2.質(zhì)量為m的物體靜止在粗糙的水平地面上,現(xiàn)用一水平拉力使物體從靜止開始運(yùn)動(dòng),其運(yùn)動(dòng)的v-t圖象如圖所示.下列關(guān)于物體的運(yùn)動(dòng)過(guò)程,分析正確的是( 。
A.0~t1時(shí)間內(nèi)拉力逐漸減小B.0~t1時(shí)間內(nèi)拉力對(duì)物體做負(fù)功
C.在t1~t2時(shí)間內(nèi)拉力的功率為零D.在t1~t2時(shí)間內(nèi)合外力做正功

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

9.小李講了一個(gè)龜兔賽跑的故事,按照小李講的故事情節(jié),作出兔子和烏龜?shù)奈灰茍D象如圖所示,關(guān)于這個(gè)故事,下列說(shuō)法正確的是(  )
A.小李故事中的兔子和烏龜是在不同一地點(diǎn)出發(fā)的
B.小李故事中的兔子和烏龜是在同一地點(diǎn)出發(fā)的,但烏龜比兔子出發(fā)的要早
C.兔子和烏龜在比賽途中相遇過(guò)1次
D.烏龜和兔子同時(shí)通過(guò)預(yù)定位置xm到達(dá)終點(diǎn)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

6.如圖xOy在豎直平面內(nèi),x軸下方有勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng).電場(chǎng)強(qiáng)度為E、方向豎直向下.磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向里.將一個(gè)帶電小球從y軸上P(0,h)點(diǎn)以初速度v0豎直向下拋出.小球穿過(guò)x軸后,恰好做勻速圓周運(yùn)動(dòng).不計(jì)空氣阻力,已知重力加速度為g.
(1)判斷小球帶正電還是負(fù)電;
(2)求小球做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

7.下列說(shuō)法中正確的是( 。
A.牛頓發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力定律并最早測(cè)出了引力常量
B.亞里士多德用理想斜面實(shí)驗(yàn)推翻了“力是維持物體運(yùn)動(dòng)原因”的錯(cuò)誤觀點(diǎn)
C.力學(xué)的三個(gè)國(guó)際基本單位分別是:N、kg、S
D.慣性越大,說(shuō)明物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)越難改變

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同步練習(xí)冊(cè)答案