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【題目】如圖甲所示,質量為m=20kg的物體在大小恒定的水平外力作用下,沖上一足夠長從右向左以恒定速度v0=-10m/s傳送物體的水平傳送帶,從物體沖上傳送帶開始計時,物體的速度-時間圖象如圖乙所示,已知0~2 s內水平外力與物體運動方向相反,2~4 s內水平外力與物體運動方向相反,g取10 m/s2.求:

(1)物體與傳送帶間的動摩擦因數;

(2)0~4s內物體與傳送帶間的摩擦熱Q.

【答案】(1)0.3 (2)2880J

【解析】(1)設水平外力大小為F,由圖象可知0~2s內物體做勻減速直線運動,加速度大小為a1=5m/s2,由牛頓第二定律得:F+Ff=ma1

2~4s內物體做勻加速直線運動,加速度大小為a2=1m/s2,由牛頓第二定律得:Ff-F=ma2

解得:Ff=60N

又Ff=μmg

由以上各式解得:μ=0.3

(2)0~2s內物體的對地位移

x1t1=10m

傳送帶的對地位移x1′=v0t1=-20m

此過程中物體與傳送帶間的摩擦熱

Q1=Ff(x1-x1′)=1800J

2~4s內物體的對地位移

x2t2=-2m

傳送帶的對地位移

x2′=v0t2=-20m

此過程中物體與傳送帶間的摩擦熱

Q2=Ff(x2-x2′)=1080J

0~4s內物體與傳送帶間的摩擦熱

Q=Q1+Q2=2880J

練習冊系列答案
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【題目】如圖所示,質量為m的小球用長為l的細線懸掛而靜止在豎直位置,現用水平拉力F將小球緩慢拉至如圖所示位置,細線與豎直方向成α角,此后撤去拉力F,小球再次到達豎直位置,下列說法正確的是( )

A. 整個過程中,拉力F做功為Flsinα

B. 上升過程中,重力做功為-mgl(1-cosα)

C. 整個過程中,細繩拉力做功為mgl(1-cosα)

D. 下擺過程中,小球速度逐漸增大,細繩拉力做功逐漸增大

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【題目】第一次用實驗方法得到電磁波的科學家是(

A. 赫茲 B. 安培 C. 法拉第 D. 麥克斯韋

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【題目】2012616日,我國神舟九號飛船成功發(fā)射升空,并于629日安全返回,實現了國人嫦娥飛天的千年夢想.神舟九號載人飛船回收階段完成的最后一個動作是斷開主傘纜繩,啟動反推發(fā)動機工作,此時返回艙的速度豎直向下,大小約為7 m/s,距地面的高度約為1 m,落地前一瞬間的速度約為1 m/s,空氣阻力及因反推火箭工作造成的質量改變均不計(g10 m/s2),求:

(1)反推發(fā)動機工作后,返回艙落地前的加速度大小是多少?

(2)航天員所承受的支持力是重力的多少倍?

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【題目】如圖甲所示,不變形、足夠長、質量為m1=0.2 kg的“U”形金屬導軌PQMN放在絕緣水平桌面上,QP與MN平行且距離d=1 m,Q、M間導體電阻阻值R=4 Ω,右內側緊靠兩固定絕緣小立柱1、2;光滑金屬桿KL電阻阻值r=1 Ω,質量m2=0.1 kg,垂直于QP和MN,與QM平行且距離L=0.5 m,左側緊靠兩固定絕緣小立柱3、4.金屬導軌與桌面的動摩擦因數μ=0.5,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,其余電阻不計.從t=0開始,垂直于導軌平面的磁場磁感應強度如圖乙所示.

(1)求在整個過程中,導軌受到的靜摩擦力的最大值fmax;

(2)如果從t=2 s開始,給金屬桿KL水平向右的外力,外力對金屬桿作用的功率保持不變?yōu)镻0=320 W,桿到達最大速度時撤去外力,求撤去外力后QM上產生的熱量QR=?

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【題目】近代的材料生長和微加工技術,可制造出一種使電子的運動限制在半導體的一個平面內(二維)的微結構器件,且可做到電子在器件中像子彈一樣飛行,不受雜質原子射散的影響.這種特點可望有新的應用價值.圖甲所示為四端十字形,二維電子氣半導體,當電流從1端進入時,通過控制磁場的作用,可使電流從2、3或4端流出.對下面模擬結構的研究,有助于理解電流在上述四端十字形導體中的流動.在圖乙中,a、b、c、d為四根半徑都為R的圓柱體的橫截面,彼此靠得很近,形成四個寬度極窄的狹縫1、2、3、4,在這些狹縫和四個圓柱所包圍的空間(設為真空)存在勻強磁場,磁場方向垂直于紙面向里.一個質量為m、電荷量為q的帶正電的粒子,由靜止經電場加速后,在紙面內以速度v0沿與a、b都相切的方向由縫1射入磁場內,與其中一個圓柱表面發(fā)生一次彈性碰撞(碰撞無機械能損失),從縫2處且沿與b、c都相切的方向射出,碰撞時間極短,且碰撞不改變粒子的電荷量,也不受摩擦力作用,重力忽略不計.加速電場兩板間距為d,兩極板厚度不計且其右極板與圓柱a、b同時相切.

(1)求加速電場電壓U.

(2)求磁感應強度B.

(3)求從由靜止加速到從縫2射出所用的時間t.

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A. a球的初速度最大 B. a球在空中運動的時間最長

C. b球的初速度最大 D. c球落地時的速度最大

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A. 上升過程中的平均速度相等

B. 上升過程中所受重力的沖量相等

C. 上升過程中重力做功相等

D. 上升過程中重力做功的平均功率相等

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