分析 (1)零件離開操作板后,操作板對工作臺的壓力減小,故滑動摩擦力減小,故電動機對操作板所施加的力是變力;
(2)對零件在板上和工作臺上分別運用牛頓第二定律列式求解加速度,然后根據(jù)運動學(xué)公式列式后聯(lián)立求解;
(3)電動機做功等于消耗的電能,轉(zhuǎn)化為零件動能、工作臺動能,各個不為摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能,根據(jù)能量守恒定律和功能關(guān)系列式求解.
解答 解:(1)變力;
(2)設(shè)零件相對于工作臺運動距離為x,歷時為t時與操作板分離,此后零件在工作臺上做勻減速運動直到A點時速度減為零.
設(shè)零件的質(zhì)量為m,板長為L,取水平向右為正方向,則有:
μ1mg=ma1 ①
-μ2mg=ma2 ②
x=12a1t2 ③
從開始運動到零件與板分離,板的位移大小比零件多L2,則有
12at2=L2+x ④
零件從開始運動到運動到A點,總位移大小為L2,則有
x+0−(a1t)22a2=L2 ⑤
聯(lián)立以上各式可得:
a=(2μ1μ2+μ21)gμ2 ⑥
代入數(shù)據(jù)得:
a=2m/s2
(3)將a=2m/s2 及L=2m代入上述方程可得:
x=13m,t=2√3s
由能量守恒可知電動機做功至少包含以下幾部分:
①操作板動能的增加
△Ek1=12M(√2aL)2-0=12J
②零件在運動t時間內(nèi)動能的增加
△Ek2=12m(μ1gt)2−0=112J
③零件在運動t時間內(nèi)與操作板摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能
E3=μ1mg•L2=0.25J
④操作板在運動t時間內(nèi)與工作臺摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能
E4=μ3(m+M)g(L2+x)=14J
⑤操作板從與零件分離到運動至工作臺右側(cè)過程中與工作臺摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能
E5=μ3Mg(L2−x)=6J
所以電動機做功至少為
E=△Ek1+△Ek2+E3+E4+E5=32.33J
答:(1)電動機對操作板所施加的力是變力;
(2)操作板做勻加速直線運動的加速度a的大小為2m/s2;
(3)操作板從A孔左側(cè)完全運動到右側(cè)過程中,電動機至少做32.33J的功.
點評 該題中,對零件的運動過程的分析是解題的關(guān)鍵.要緊扣題目給出的條件:最終零件運動到A孔時速度恰好為零!得出零件的正確的運動過程.
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A. | v0≤2√Rg | B. | v0≥√5Rg | C. | v0≤2√Rg或v0≥√5Rg | D. | 2√Rg≤v0≤√5Rg |
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A. | a、c的線速度大小相等,且小于d的線速度 | |
B. | b、c的角速度大小相等,且小于a的角速度 | |
C. | a、c的加速度大小相等,且大于b的加速度 | |
D. | b、d存在相撞危險 |
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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:選擇題
A. | 磁場對電流產(chǎn)生力的作用 | |
B. | 變化的磁場使閉合電路產(chǎn)生感應(yīng)電流 | |
C. | 插入通電螺線管中的軟鐵棒被磁化 | |
D. | 電流周圍產(chǎn)生磁場 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 提高輸送功率 | B. | 提高輸電的電流 | ||
C. | 提高高壓輸電的電壓 | D. | 減小輸電導(dǎo)線的橫截面積 |
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