【題目】如圖所示是長(zhǎng)為8m的水平傳送帶AB和一豎直的半徑為0.8m形光滑軌道的組合裝置軌道底端與傳送帶在B點(diǎn)相切,若傳送帶向右以3m/s的恒定速度勻速運(yùn)動(dòng),現(xiàn)在圓軌道的最高點(diǎn)由靜止釋放質(zhì)量為4kg的物塊,物塊恰好能運(yùn)動(dòng)到水平傳送帶的最左端而不掉下,重力加速度大小為g=10m/s2。求:

(1)物塊滑到圓形軌道底端時(shí)對(duì)軌道的壓力大小和物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù);

(2)物塊返回到圓軌道后能夠上升的高度和在傳送帶上第一次往返所用的時(shí)間。

【答案】(1)120N;0.1(2)0.45m;8.17s

【解析】

(1)利用動(dòng)能定理以及向心力相關(guān)知識(shí)列出方程,同時(shí)注意求得是壓力,要利用牛頓第三定律;

(2)分析物塊在皮帶上運(yùn)動(dòng)情況,然后結(jié)合機(jī)械能守恒進(jìn)行求解。

(1)物塊從圓形光滑軌道下滑的過(guò)程,根據(jù)機(jī)械能守恒有:

解得:

物塊在光滑圓軌道最低點(diǎn),根據(jù)牛頓第二定律有:

解得:

由牛頓第三定律可知,物塊對(duì)軌道的壓力,其中負(fù)號(hào)表示壓力的方向豎直向下;

物塊沿傳送帶滑到左端速度恰好為零,由動(dòng)能定理有:

代入數(shù)據(jù)可以得到:;

(2)物塊在傳送帶上先做勻減速運(yùn)動(dòng),根據(jù)牛頓第二定律有:,則

在物塊減速到零的時(shí)間為:

反向加速時(shí)加速度不變,故加速時(shí)間為:

這段時(shí)間的位移為:

之后物塊隨傳送帶勻速運(yùn)動(dòng),則

物塊以與傳送帶一樣的速度滑上光滑圓軌道后,根據(jù)機(jī)械能守恒有:

代入數(shù)據(jù)可以得到:

物塊在傳送帶上第一次往返所用的時(shí)間為:。

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:

【題目】傾角為37°的絕緣斜面固定在水平地面上,在斜面內(nèi)存在一寬度d=0.28 m的有界勻 強(qiáng)磁場(chǎng),邊界與斜面底邊平行,磁場(chǎng)方向垂直斜面向上,如圖甲所示。在斜面上由靜止釋放一質(zhì)量m=0.1 kg,電阻R=0.06Ω的正方形金屬線框abcd,線框沿斜面下滑穿過(guò)磁場(chǎng)區(qū)域,線 框從開始運(yùn)動(dòng)到完全進(jìn)入磁場(chǎng)過(guò)程中的圖象如圖乙所示。已知整個(gè)過(guò)程中線框底邊bc始終 與磁場(chǎng)邊界保持平行,重力加速度g=10 m/s2,sin 37°=0.6cos 37°=0.8。

(1)求金屬線框與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ;

(2)求金屬線框穿越該勻強(qiáng)磁場(chǎng)的過(guò)程中,線框中產(chǎn)生焦耳熱的最大功率Pm;

(3)若線框bc邊出磁場(chǎng)時(shí),磁感應(yīng)強(qiáng)度開始隨時(shí)間變化,且此時(shí)記為t=0時(shí)刻。為使線框出磁場(chǎng)的過(guò)程中始終無(wú)感應(yīng)電流,求從t=0時(shí)刻開始,磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t變化的關(guān)系式。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖是顯像管原理示意圖,電子束經(jīng)電子槍加速后,進(jìn)入偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)偏轉(zhuǎn)不加磁場(chǎng)時(shí),電子束打在熒光屏正中的O點(diǎn).若要使電子束打在熒光屏上位置由O逐漸向上移向A,則(  )

A. 在偏轉(zhuǎn)過(guò)程中,電子束做勻加速曲線運(yùn)動(dòng)

B. 偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度應(yīng)逐漸變大

C. 偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向應(yīng)垂直于紙面向內(nèi)

D. 若要使電子束打在熒光屏上位置由O逐漸向上移向A的同時(shí)還慢慢偏向紙外方向,則應(yīng)再疊加一個(gè)向上的逐漸變大的磁場(chǎng)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】人類首次發(fā)現(xiàn)了引力波來(lái)源于距地球之外13億光年的兩個(gè)黑洞(質(zhì)量分別為26個(gè)和39個(gè)太陽(yáng)質(zhì)量)互相繞轉(zhuǎn)最后合并的過(guò)程。設(shè)兩個(gè)黑洞A、B繞其連線上的O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),如圖所示.黑洞A的軌道半徑大于黑洞B的軌道半徑,兩個(gè)黑洞的總質(zhì)量為M,兩個(gè)黑洞間的距離為L,其運(yùn)動(dòng)周期為T,則( )

A. 黑洞A的質(zhì)量一定大于黑洞B的質(zhì)量

B. 黑洞A的線速度一定大于黑洞B的線速度

C. 兩個(gè)黑洞間的距離L一定,M越大,T越大

D. 兩個(gè)黑洞的總質(zhì)量M一定,L越大,T越大

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】中國(guó)航天局在2015年年底發(fā)射了高分四號(hào)衛(wèi)星,這是中國(guó)首顆地球同步軌道高時(shí)間分辨率對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星;如圖所示,A是靜止在赤道上隨地球自轉(zhuǎn)的物體;BC是同在赤道平面內(nèi)的兩顆人造衛(wèi)星,B位于離地高度等于地球半徑的圓形軌道上,C是高分四號(hào)衛(wèi)星.則下列關(guān)系正確的是( )

A. 物體A隨地球自轉(zhuǎn)的角速度大于衛(wèi)星B的角速度

B. 衛(wèi)星B的線速度小于衛(wèi)星C的線速度

C. 物體A隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度小于衛(wèi)星C的向心加速度

D. 物體A隨地球自轉(zhuǎn)的周期大于衛(wèi)星C的周期

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖,斜面上有一條形磁鐵,其右上角有一垂直紙面的通電直導(dǎo)線,磁極和電流方向如圖中標(biāo)注,現(xiàn)發(fā)現(xiàn)在導(dǎo)線中電流增大的過(guò)程中,磁鐵始終靜止于斜面,則此過(guò)程中 (  )

A. 斜面對(duì)磁鐵的支持力增大

B. 斜面對(duì)磁鐵的支持力減小

C. 斜面對(duì)磁鐵的摩擦力增大

D. 斜面對(duì)磁鐵的摩擦力減小

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】一列簡(jiǎn)諧橫波在均勻介質(zhì)中沿x軸正向傳播,已知波速v=40m/s,在t1=0t2=0.85s時(shí)刻,其波形圖分別如圖中的實(shí)線和虛線所示,P是此波的傳播方向上的一點(diǎn),則質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)周期T=_________s;在t1~t2時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)P運(yùn)動(dòng)的路程是_________m;在t1=0時(shí)刻質(zhì)點(diǎn)P的振動(dòng)方向是_________。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】某同學(xué)為了研究力與加速度的關(guān)系,設(shè)計(jì)以下實(shí)驗(yàn)。如圖所示,A是質(zhì)量為M的盒子,放在水平面上,通過(guò)細(xì)線繞過(guò)光滑輕滑輪與小桶B(質(zhì)量為m0)相連,在A中裝滿了質(zhì)量為M的沙子,然后不斷地從A中往桶B里搬沙子,當(dāng)共搬了某質(zhì)量(記為m)的沙子放到桶B中時(shí),輕推盒子A,發(fā)現(xiàn)AB恰好可以一起勻速運(yùn)動(dòng),然后該同學(xué):

A中拿出質(zhì)量為m1的沙子放入B中,將A從某固定位置釋放,測(cè)出A滑到滑輪處的時(shí)間t1;然后從A中再拿出質(zhì)量為m1的沙子放入B中,將A從同一位置釋放,測(cè)出A滑到滑輪處的時(shí)間t2,如此往復(fù),一共測(cè)量了5次,然后以AB及其中所有的沙子為研究對(duì)象進(jìn)行研究。

(1)為保證實(shí)驗(yàn)的完成和準(zhǔn)確,以下說(shuō)法正確的是_______。

A.必須有的儀器設(shè)備有天平、刻度尺(測(cè)量釋放盒子A時(shí)盒子到滑輪的距離L)和秒表(釋放盒子A后盒子從釋放到到達(dá)滑輪處的時(shí)間t)

B.必須保證桶B及其中的沙子的質(zhì)量遠(yuǎn)小于A及其中沙子的質(zhì)量

C.細(xì)線必須保證與水平面平行

D.必須保證水平面足夠光滑

(2)最后該同學(xué)處理數(shù)據(jù)時(shí),得到amx圖象是一條直線(mxnm1,其中n=1,2,3,4,5),其斜率為k,測(cè)得當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?/span>g,則勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)桶B中的沙子的質(zhì)量m________。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】回旋加速器在現(xiàn)代醫(yī)藥中有廣泛的應(yīng)用,應(yīng)用質(zhì)子回旋加速器可以生產(chǎn)各種放射性同位素。下圖是一種質(zhì)子回旋加速器的示意圖,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直于D形盒的底面,高頻正弦交流電的電源分別與兩D形盒連接,質(zhì)子的質(zhì)量為m,電量為e,則下列說(shuō)法正確的是( 。

A. 質(zhì)子在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)的半徑越大,做圓周運(yùn)動(dòng)的周期越大

B. 正弦交流電壓的最大值越大,質(zhì)子被加速后獲得的動(dòng)能越大

C. 正弦交流電的周期應(yīng)為

D. 正弦交流電壓的最大值越大,質(zhì)子在D形盒中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間越短

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同步練習(xí)冊(cè)答案