【題目】如圖所示,足夠長的傳送帶與水平面間的夾角為。兩個大小不計的物塊質(zhì)量分別為,與傳送帶間的動摩擦因數(shù)分別為。已知物塊碰撞時間極短且無能量損失,最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等。

1)若傳送帶不動,將物塊無初速度地放置于傳送帶上的某點,在該點右上方傳送帶上的另一處無初速度地釋放物塊,它們第一次碰撞前瞬間的速度大小為,求第一次碰撞后瞬間的速度

2)若傳送帶保持速度順時針運轉(zhuǎn),如同第(1)問一樣無初速度地釋放,它們第一次碰撞前瞬間的速度大小也為,求它們第二次碰撞前瞬間的速度

3)在第(2)問所述情境中,求第一次碰撞后到第三次碰撞前傳送帶對物塊做的功。

【答案】1;(2,方向沿傳送帶向下;(3

【解析】

1)由于,故放上傳送帶后不動,對第一次的碰撞過程,由動量守恒定律和機械能守恒定律有

解得

2)傳送帶順時針運行時,仍受力平衡,在被碰撞之前一直保持靜止,因而傳送帶順時針運行時,碰前的運動情形與傳送帶靜止時一樣,由于第一次碰后反彈的速度小于,故相對傳送帶的運動方向向下,受到的摩擦力向上,合力向下做減速運動。減速到零后相對傳送帶也向下運動,摩擦力方向不變,設(shè)在傳送帶上運動時的加速度大小為,根據(jù)牛頓第二定律有

解得

解法一從第一次碰后到第二次碰前做勻變速運動,做勻速運動兩者位移相等,則有

解得,方向沿傳送帶向下

解法二以為參考系,從第一次碰后到第二次碰前,有

解得第二次碰前相對的速度

對地的速度為

方向沿傳送帶向下

解法三第一次碰撞后到第一次碰撞前,兩者位移相同,故平均速度相同,則有

解得,方向沿傳送帶向下

3)以地面為參考系,第二次碰后瞬間和第三次碰前瞬間的速度分別記為,第二次碰后瞬間的速度記為。兩者發(fā)生第二次彈性碰撞時,根據(jù)動量守恒和能量守恒有

解得

解法一第二次碰后做勻變速運動,做勻速運動。到第三次碰前兩者位移相等,所以

解得,方向沿傳送帶向下

從第一次碰后到第三次碰前的位移

傳送帶對做的功

解法二設(shè)第二次碰撞后再經(jīng)時間,發(fā)生第三次碰撞,設(shè)位移分別為,以向下為正,則

解得

傳送帶對做的功

解法三以為參考系,第二次碰撞到第三次碰撞之間,的相對運動規(guī)律和第次與第二次之間的相同,故第三次碰撞前,的對地速度

描繪從釋放開始到它們第三次碰撞前,它們對地的圖線如下

結(jié)合圖象,可以計算從第一次碰后到第二次碰前對地的位移

傳送帶對做的功

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】如圖所示,真空中以為圓心,半徑r=0.1m的圓形區(qū)域內(nèi)只存在垂直紙面向外的勻強磁場,圓形區(qū)域的最下端與xoy坐標(biāo)系的x軸相切于坐標(biāo)原點O,圓形區(qū)域的右端與平行y軸的虛線MN相切,在虛線MN右側(cè)x軸的上方足夠大的范圍內(nèi)有方向水平向左的勻強電場,電場強度E=1.0×105N/C,F(xiàn)從坐標(biāo)原點O沿xoy平面在y軸兩側(cè)各30°角的范圍內(nèi)發(fā)射速率均為v0=1.0×106m/s的帶正電粒子,粒子在磁場中的偏轉(zhuǎn)半徑也為r=0.1m,已知粒子的比荷,不計粒子的重力、粒子對電磁場的影響及粒子間的相互作用力,求:

(1)磁場的磁感應(yīng)強度B的大。

(2)沿y軸正方向射入磁場的粒子,在磁場和電場中運動的總時間;

(3)若將勻強電場的方向改為豎直向下,其它條件不變,則粒子達(dá)到x軸的最遠(yuǎn)位置與最近位置的橫坐標(biāo)之差。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,回旋加速器是加速帶電粒子的裝置,其核心部分是分別與高頻交流電源兩極相連接的兩個D形盒,兩盒間構(gòu)成一狹縫,兩D形盒處于垂直于盒面的勻強磁場中。下列有關(guān)回旋加速器的描述正確的是( )

A. 粒子由加速器的邊緣進(jìn)入加速器

B. 粒子由加速器的中心附近進(jìn)入加速器

C. 粒子在狹縫和D形盒中運動時都能獲得加速

D. 交流電源的周期必須等于粒子在D形盒中運動周期的2

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】彈性介質(zhì)中某質(zhì)點O沿豎直方向做簡諧運動的規(guī)律如圖甲,它完成兩次全振動后停在平衡位置,其形成的機械波沿水平方向的x軸勻速傳播,波速大小為10m/s。x軸上有3個質(zhì)點(如圖乙),它們的坐標(biāo)分別為xP=2mxQ=1m、xR=3m。以質(zhì)點O開始振動作為計時零點,下列說法正確的是( 。

A.該機械波的波長為4m

B.質(zhì)點P0.4s時刻的振動方向沿y軸正方向

C.質(zhì)點Q0.5s內(nèi)通過的路程為10cm

D.質(zhì)點R0.4s時刻第一次位于波峰

E.質(zhì)點R1.0~2.0s時間內(nèi)通過的路程為20cm

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】一質(zhì)點做簡諧運動的圖象如圖所示,下列說法正確的是__________(填正確答案標(biāo)號)

A.質(zhì)點振動頻率是0.25 Hz

B.10 s內(nèi)質(zhì)點經(jīng)過的路程是20 cm

C.4 s末質(zhì)點的速度最大

D.t1 st3 s兩時刻,質(zhì)點位移大小相等、方向相同

E.t2 st4 s兩時刻,質(zhì)點速度大小相等、方向相同

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,圓環(huán)形導(dǎo)體線圈a平放在水平桌面上,a的正上方固定一豎直螺線管b,二者軸線重合,螺線管與電源和滑動變阻器連接成如圖所示的電路,要使圓環(huán)形導(dǎo)體線圈a中產(chǎn)生從上向下看順時針的感應(yīng)電流,下列操作中可行的是( 。

A.將線圈a水平向左移動

B.將通電螺線管水平向右移動

C.拔出通電螺線管中的鐵芯

D.向下移動滑動變阻器的觸頭

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,空間中存在一個范圍足夠大的垂直紙面向里的磁場,磁感應(yīng)強度沿y軸方向大小相同,沿x軸方向按Bxkx的規(guī)律變化,式中k為已知常數(shù)且大于零。矩形線圈ABCD面積為SBC邊長度為L,線圈電阻為R,線圈在恒力F的作用下從圖示位置由靜止開始向x軸正方向運動,下列說法正確的是(

A.線圈運動過程中始終有感應(yīng)電流且方向一直沿ABCD

B.若加速距離足夠長,線圈最終將做勻速直線運動

C.通過回路中C點的電量與線圈位移的比值為

D.線圈回路消耗的電功率與運動速度的關(guān)系為

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,AB兩木塊靠在一起放在光滑的水平面上,A、B的質(zhì)量分別為mA=2.0 kg、mB=1.5 kg.一個質(zhì)量為mC=0.5 kg的小鐵塊Cv0=8 m/s的速度滑到木塊A上,離開木塊A后最終與木塊B一起勻速運動.若木塊A在鐵塊C滑離后的速度為vA=0.8 m/s,鐵塊C與木塊A、B間存在摩擦.則摩擦力對B做的功為(  )

A. 0.6J B. 1.2J C. 0.45J D. 2.435J

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖,一帶有活塞的氣缸通過底部的水平細(xì)管與一個上端封閉的豎直管相連,氣缸和豎直管均導(dǎo)熱,氣缸與豎直管的橫截面積之比為31,初始時,該裝置底部盛有水銀;左右兩邊均封閉有一定質(zhì)量的理想氣體,左邊氣柱高24cm,右邊氣柱高22cm;兩邊液面的高度差為4cm.豎直管內(nèi)氣體壓強為76cmHg,現(xiàn)使活塞緩慢向下移動,使氣缸和豎直管內(nèi)的水銀面高度相差8cm,活塞與氣缸間摩擦不計.求

此時豎直管內(nèi)氣體的壓強;

活塞向下移動的距離.

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