一皮帶傳動裝置如圖所示,皮帶的速度v足夠大.一根質(zhì)量不計、勁度系數(shù)為k的彈簧一端固定,另一端連接一個質(zhì)量為m的滑塊,已知滑塊與皮帶間的動摩擦因數(shù)為μ.當滑塊放到皮帶上時,彈簧的軸線恰好水平,若滑塊放到皮帶上的瞬間,滑塊的速度為零,且彈簧正好處于自由長度,則當彈簧第一次伸長到最大時,滑塊與皮帶間所產(chǎn)生的熱量是多少?
μmg(vπ-2μmg/k)
由于皮帶的速度v足夠大,故以皮帶為參考系,滑塊始終是向右運動,滑塊所受到的滑動摩擦力方向始終是向左的.滑塊實際上是向左運動,只要彈簧對它的拉力小于摩擦力,滑塊是加速運動,當彈簧對它的拉力大于摩擦力,滑塊做減速運動,當滑塊的速度減小到零時,彈簧的伸長量最大,以后,滑塊在彈簧拉力和摩擦力的作用下向右運動.由于滑塊在運動過程中所受到的摩擦力的大小和方向都不變,故此滑塊在皮帶上的運動類似于豎直的彈簧振子,此處的摩擦力相當于豎直彈簧振子的重力,所以滑塊的運動是一個簡諧運動.其振幅為A=μmg/k,彈簧伸長的最大長度也就是滑塊運動的位移(對地)為:
s=2A=2μmg/k
滑塊在這段位移是所經(jīng)歷的時間為:
Δt=T/2=π
滑塊在皮帶上相對路徑為:
Δl=vΔt-s=vπ-2μmg/k
所以,在這段時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量,即:
Q=μmgΔl=μmg(vπ-2μmg/k).
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

某同學設(shè)計了一個測物體質(zhì)量的裝置,如圖11-2-13所示,其中P是光滑水平面,k是輕質(zhì)彈簧的勁度系數(shù),A是質(zhì)量為M的帶夾子的標準質(zhì)量金屬塊,Q是待測物體,已知該裝置的彈簧振子做簡諧振動的周期為,其中,m是振子的質(zhì)量,k是與彈簧的勁度系數(shù)有關(guān)的常數(shù),當只有A物體振動時,測得其振動周期為T1,將待測物體Q固定在A上后振動周期為T2,則待測物體的質(zhì)量為多少?這種裝置比天平優(yōu)越之處是什么?

圖11-2-13

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題


彈簧振子做簡諧運動,由a點第一次到達b點用了0.2s,它經(jīng)過Ab兩點時的速度相同.又經(jīng)過0.4s時間,振子第二次到達b點,在這0.6s時間里振子通過的路程是10cm.求該彈簧振子的周期及振幅.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

A.晚會上歌唱家發(fā)出的各種美妙的聲音是由于物體的振動產(chǎn)生的
B.觀眾能判斷出歌手是誰,是依據(jù)了聲音的音調(diào)
C.聲音在空氣中的傳播速度最快
D.在大屏幕上呈現(xiàn)出的五彩繽紛的畫面,是由紅黃藍三種光組成的.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

兩根質(zhì)量均可不計的彈簧,勁度系數(shù)分別為K1、K2,它們與一個質(zhì)量為m的小球組成的彈簧振子,如圖1所示。試證明彈簧振子做的運動是簡諧運動。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

一個水平平臺在豎直方向上做簡諧運動,一物體置于平臺上隨平臺一起振動,當平臺運動到什么位置時,物體對平臺的正壓力最大(   )
A.最低點
B.最高點
C.向上運動經(jīng)過平衡位置時
D.向下運動經(jīng)過平衡位置時

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:多選題

關(guān)于簡諧運動,下列敘述中正確的是(  )
A.物體的運動方向指向平衡位置時,速度方向與位移方向相反
B.物體的位移減小時,加速度減小,速度增大
C.位移方向總是與加速度方向相反而與速度方向一致
D.速度減小時,加速度可能減小,也可能增大

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

(6分)圖(a)為一列波在t=2s時的波形圖,圖(b)為媒質(zhì)是平衡位置在x=1.5m處的質(zhì)點的振動圖象,P是平衡位置為x=2m的質(zhì)點,下列說法正確的是      (填正確答案標號,選對一個得3分,選對2個得4分,選對3個得6分。每選錯1個扣3分,最低得0分)。
A.波速為0.5m/s
B.波的傳播方向向右
C.0-2s時間內(nèi),P運動的路程為8cm
D.時間內(nèi),P向y軸正方向 運動
E.當t=7s時,P恰好回到平衡位置

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:填空題

(4分)如圖所示,一列簡諧波沿x軸傳播,實線為t=0時的波形圖,此時P質(zhì)點向y軸負方向運動,虛線為經(jīng)過0.01s時第一次出現(xiàn)的波形圖,則波沿x軸________(填“正”或“負”)方向傳播,波速為________m/s.

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