【題目】如圖甲所示，AB是以恒定速度v0順時針傳動的水平傳送帶，CD是以v=5m/s的恒定速度順時針傳動的傾斜傳送帶、其傾角θ=30°，傾斜傳送帶兩端點(diǎn)C、D的高度差h=lm，C點(diǎn)與水平傳送帶在同一水平面，兩傳送帶通過一段光滑的水平面相連。現(xiàn)將一質(zhì)量m1=1kg的物塊a(可視為質(zhì)點(diǎn))在A處放到水平傳送帶上，放置時初速度為零，經(jīng)2s運(yùn)送到水平傳送帶的最右端B處，從物塊a放到水平傳送帶上開始計時，其速度－時間圖象如圖乙所示，物塊a離開水平傳送帶之后與水平面上靜止的另一質(zhì)量m2=2g物塊b(可視為質(zhì)點(diǎn))發(fā)生彈性碰撞，碰后物塊b向右運(yùn)動一小段距離后滑上傾斜傳送帶。已知兩傳送帶均由不同的電動機(jī)帶動，傳送帶與輪子間尤相對滑動，不計輪軸處的摩擦，兩物塊與傾斜傳送帶之間的動摩擦因數(shù)均為，忽略兩物塊在水平面與傳送帶之間轉(zhuǎn)移時的能量損失，重力加速度g取10m/s2，求：

(1)兩物塊在水平面上碰撞后的速度大小分別是多少；

(2)由于傳送物塊b，帶動傾斜傳送帶的電動機(jī)多消耗的電能；

(3)物塊a與水平傳送帶因摩擦所產(chǎn)生的熱量為多少。

【答案】（1） ，（2）32J （3）42J

【解析】

（1）兩物塊在碰撞過程中，動量守恒且機(jī)械能守恒，列出表達(dá)式可求解兩物塊在水平面上碰撞后的速度大��；

（2）由于傳送物塊b，帶動傾斜傳送帶的電動機(jī)多消耗的電能等于傾斜傳送帶克服摩擦力所做的功；

（3）求解物塊在水平傳送帶上運(yùn)動時相對傳送帶的位移，然后根據(jù)Q=fx相對求解熱量；

（1）取向右為正方向，設(shè)兩物塊在水平面上碰撞后物塊a的速度v1，物塊b的速度為v2，由題可知，物塊a碰前的速度為v0=5m/s，物塊a與物塊b碰撞時滿足：

解得：v1=-2m/s，v2=4m/s

（2）由牛頓第二定律可知，物塊b在傾斜傳送帶上運(yùn)動時的加速度大小為a=μgcosθ-gsinθ=2.5m/s2

物塊b加速到5m/s的過程中行駛的位移滿足2ax=v2-v22

解得x=1.8m<

此過程中傾斜傳送帶運(yùn)動的位移

物塊b會繼續(xù)向上勻速運(yùn)動x2=0.2m

此時摩擦力為靜摩擦力Ff=m2gsin300=10N

由于傳送物塊b,帶動傾斜傳送帶的電動機(jī)多消耗的電能等于傾斜傳送帶克服摩擦力所做的功，即

（3）物塊a運(yùn)動的速度-時間圖像可知：水平傳送帶的速度v0=6m/s，

加速時間t1=1.2s，加速度大小a1=5m/s，物塊a與水平傳送帶間的滑動摩擦力Ff1=m1a1=5N；物塊a第一次在水平傳送帶向右運(yùn)動時，

兩者的相對位移

碰撞后物塊a向左運(yùn)動，在傳送帶上向左減速的時間

此過程中兩者的相對位移

然后向右滑離水平傳送帶沿傾斜傳送帶運(yùn)動，所以物塊a與水平傳送帶因摩擦產(chǎn)生的熱量為：

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】在冰壺比賽中，球員手持毛刷擦刷冰面，可以改變冰壺滑行時受到的阻力．如圖（a）所示，藍(lán)壺靜止在圓形區(qū)域內(nèi)，運(yùn)動員用等質(zhì)量的紅壺撞擊藍(lán)壺，兩壺發(fā)生正碰若碰撞前后兩壺的v－t圖像如圖（b）所示．關(guān)于冰壺的運(yùn)動，下列說法正確的是

A. 兩壺發(fā)生了彈性碰撞

B. 藍(lán)壺運(yùn)動了4s停下

C. 撞后兩壺相距的最遠(yuǎn)距離為1．275m

D. 碰撞后藍(lán)壺的加速度大小為0．3m/s2

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】下列說法正確的是　　

A. 在同一均勻介質(zhì)中，經(jīng)過一個周期的時間，波傳播的距離為一個波長

B. 在太陽光照射下，肥皂泡呈現(xiàn)彩色，這是光的干涉現(xiàn)象

C. 各種電磁波最容易表現(xiàn)出粒子性的是無線電波

D. 變化的磁場可以產(chǎn)生電場，變化的電場可以產(chǎn)生磁場

E. 真空中的光速在不同慣性參考系中可能不同

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，矩形ABCD區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，AB邊長為d，BC邊長為2d，O是BC邊的中點(diǎn)，E是AD邊的中點(diǎn)，在O點(diǎn)有一粒子源，可以在紙面內(nèi)向磁場內(nèi)各個方向射出質(zhì)量均為m、電荷量均為q、有同種電性的帶電粒子，粒子射出的速度大小相同，速度與OB邊的夾角為60°的粒子恰好從E點(diǎn)射出磁場，不計粒子的重力，則（ ）

A. 粒子帶正電

B. 粒子運(yùn)動的速度大小為

C. 粒子在磁場中運(yùn)動的最長時間為

D. 磁場區(qū)域中有粒子通過的面積為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某同學(xué)用如圖所示的實驗器材來探究產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件。

（1）圖中已經(jīng)用導(dǎo)線將部分器材連接，請補(bǔ)充完成圖中實物間的連線________。

（2）若連接好實驗電路并檢查無誤后，閉合開關(guān)的瞬間，觀察到電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說明線圈______（填“A”或“B”）中有了感應(yīng)電流。開關(guān)閉合后，他還進(jìn)行了其他兩項操作嘗試，發(fā)現(xiàn)也產(chǎn)生了感應(yīng)電流，請寫出兩項可能的操作：

①_________________________________；

②_________________________________。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，兩根相距為L的光滑平行金屬導(dǎo)軌CD、EF固定在水平面內(nèi)，并處在豎直向下的勻強(qiáng)磁場中，導(dǎo)軌足夠長且電阻不計。在導(dǎo)軌的左端接入阻值為R的定值電阻，將質(zhì)量為m、電阻可忽略不計的金屬棒MN垂直放置在導(dǎo)軌上，可以認(rèn)為MN棒的長度與導(dǎo)軌寬度相等，且金屬棒運(yùn)動過程中始終與導(dǎo)軌垂直并接觸良好，不計空氣阻力。金屬棒MN以恒定速度v向右運(yùn)動過程中，假設(shè)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B且保持不變，為了方便，可認(rèn)為導(dǎo)體棒中的自由電荷為正電荷。

（1）請根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，推導(dǎo)金屬棒MN中的感應(yīng)電動勢E；

（2）在上述情景中，金屬棒MN相當(dāng)于一個電源，這時的非靜電力與棒中自由電荷所受洛倫茲力有關(guān)。請根據(jù)電動勢的定義，推導(dǎo)金屬棒MN中的感應(yīng)電動勢E。

（3）請在圖中畫出自由電荷所受洛倫茲力示意圖。我們知道，洛倫茲力對運(yùn)動電荷不做功。那么，金屬棒MN中的自由電荷所受洛倫茲力是如何在能量轉(zhuǎn)化過程中起到作用的呢？請結(jié)合圖中自由電荷受洛倫茲力情況，通過計算分析說明。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】傾角為α的導(dǎo)電軌道間接有電源，軌道上有一根金屬桿ab處于靜止�，F(xiàn)垂直軌道平面向上加一勻強(qiáng)磁場，如圖所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度B從零開始逐漸增加至ab桿恰好開始運(yùn)動時，ab桿受到的靜摩擦力

A. 逐漸增大

B. 逐漸減小

C. 先減小后增大

D. 某時刻靜摩擦力的大小不可能等于安培力大小

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，某星球的半徑為R，自轉(zhuǎn)周期為T，a為該星球的近地衛(wèi)星，b為該星球的同步衛(wèi)星，其軌道半徑為r，已知引力常量為G，則下列說法正確的是

A. a、b兩衛(wèi)星的線速度大小之比為

B. a、b兩衛(wèi)星所受的引力大小之比為

C. 該星球表面的重力加速度為

D. 該星球的平均密度為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示為一個質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的圓環(huán)，可在水平放置的粗糙細(xì)桿上自由滑動，細(xì)桿處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，圓環(huán)以初速度v0向右運(yùn)動直至處于平衡狀態(tài)，則圓環(huán)克服摩擦力做的功可能為（ ）

A．0 B．

C． D．

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同步練習(xí)冊答案