【題目】如圖所示,豎直平面內(nèi)的光滑四分之一圓弧軌道與水平傳送帶相切于B點,圓弧軌道的半徑為R,傳送帶的長為2R,傳送帶上表面離地高也為R,傳送帶正以速度v=沿逆時針方向轉(zhuǎn)動,一質(zhì)量為m的物塊在圓弧軌道的上端A上方某高度處由靜止下落,剛好能從A點進(jìn)入圓弧軌道,若物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為=0.5,重力加速度為g,空氣阻力不計,求:

(1)要使物塊不能從傳送帶的右端滑離,物塊從A點上方釋放的高度應(yīng)滿足什么條件?

(2)若物塊滑離傳送帶后落在地面上的位置離傳送帶右端C的水平距離為R,則物塊在B點時對圓弧軌道的壓力多大?

(3)若物塊滑上傳送帶后剛好不能從傳送帶右端滑離則此種情況下,物塊在傳送帶上運動的全過程中,傳送帶電動機(jī)因為物塊在傳送帶上滑動額外做的功為多少?

【答案】(1)見解析(2) (3)

【解析】

(1)設(shè)當(dāng)物塊剛好不能從傳送帶的右端滑離時,物塊從A點上方釋放的高度為h,根據(jù)動能定理,則有:mg(h+R)-μmg2R=0;
解得:h=0
即要使物塊不滑離傳送帶,物塊不能從A點上方任一位置釋放,只能從圓弧面上釋放;
(2)設(shè)物塊在C點的速度為vC,則R=vCt;
R=gt2
設(shè)物塊在B點的速度為vB,物塊從BC的過程中,根據(jù)動能定理,

μmg2RmvB2mvC2
解得:;
B點,設(shè)圓弧軌道對物塊的支持力為F,根據(jù)牛頓第二定律,則有:F-mg=m;
解得:F=mg
根據(jù)牛頓第三定律,物塊在B點時對圓弧軌道的壓力為F′=F=mg
(3)如果物塊剛好能滑到傳送帶的右端,則物塊到達(dá)C端時,速度為零,物塊在B點速度為vB,則mvB2=2μmgR,

解得:vB=
然后在摩擦力作用下,向左勻加速直線運動,速度達(dá)到v=與傳送帶一起勻速運動;因電動機(jī)額外做的功等于全過程中,皮帶克服摩擦力做的功,則有:

W=μmgvt=;

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】某同學(xué)設(shè)計了一個探究加速度與物體所受合力F及質(zhì)量的關(guān)系的實驗。如圖(a)為實驗裝置簡圖,A為小車,B為電火花打點計時器,C為鉤碼,D為一端帶有定滑輪的長方形木板,還有交流電源沒有畫出。實驗中認(rèn)為細(xì)繩對小車?yán)等于鉤碼的重力。當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?/span>

(1)除了以上儀器外,還需要下列器材中的

A.秒表 B.天平 C.毫米刻度尺 D.彈簧測力計

(2)為了消除小車與水平木板之間摩擦力的影響應(yīng)采取的做法是

A.將木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高,使小車在鉤碼拉動下恰好做勻速運動

B.將木板帶滑輪的一端適當(dāng)墊高,使小車在鉤碼拉動下恰好做勻速運動

C.將木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高,在不掛鉤碼的情況下使小車恰好做勻速運動

D.將木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高,在不掛鉤碼的情況下使小車能夠靜止在木板上

(3)圖(b)為某次實驗得到的紙帶(交流電的頻率為),由圖(b)中數(shù)據(jù)求出小車加速度大小為 ,A點對應(yīng)的小車速度大小為 (保留兩位有效數(shù)字)。

(4)保持小車質(zhì)量不變,改變鉤碼質(zhì)量,進(jìn)行多次測量。根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出了加速度隨拉力的變化圖線,如圖(c)所示,圖中直線沒有通過原點,其主要原因是 。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示是某游樂場新建的水上娛樂項目。在運營前需要通過真實場景模擬來確定其安全性。質(zhì)量為120kg的皮劃艇載著質(zhì)量為60kg的乘客模型,以一定速度沖上傾角為θ=37°,長度LAB=8m的長直軌道AB;皮劃艇恰好能到達(dá)B點。設(shè)皮劃艇能保持速率不變通過B點到達(dá)下滑軌道BC上。皮劃艇到達(dá)C點后,進(jìn)入半徑R=5m的圓弧涉水軌道CDE,其中CE等高,D為最低點。已知軌道AB、AC的動摩擦因素μ=0.5,涉水軌道因為阻力減小,可以視為光滑軌道,不計其他阻力,皮劃艇和乘客模型可看做質(zhì)點。求:

(1)求皮劃艇在A點的動能大小。

(2)求劃水艇經(jīng)過CDE軌道最低點D時,軌道受到的壓力。

(3)已知涉水軌道能承受的最大壓力為13140N。求劃水艇沖上A點的速度大小范圍。

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【題目】一列簡諧橫波向x軸負(fù)方向傳播,在t=0時的波形如圖所示,P、Q兩質(zhì)點的平衡位置的坐標(biāo)分別為(-1,0)、(-7,0).已知t=0.7s時,質(zhì)點P第二次到達(dá)波峰,下列說法正確的是__________.

A.該波的波長為5m

B.該波的波速為10m/s

C.振源的起振方向沿y軸負(fù)方向

D.當(dāng)質(zhì)點Q位于波峰時,質(zhì)點P位于波谷

E.t=0.9s時,質(zhì)點Q第一次到達(dá)波峰

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖,木箱內(nèi)有一豎直放置的彈簧,彈簧上方有一物塊,物塊質(zhì)量 m=0.8kg,木箱的上表面和下表面都裝有壓力傳感器.木箱靜止時彈簧處于壓縮狀態(tài), 且物塊壓在箱頂上,此時上表面壓力傳感器的讀數(shù)為12.0N,下表面壓力傳感器的讀數(shù)為 20.0N.若在某一段時間內(nèi),上表面?zhèn)鞲衅鞯淖x數(shù)變成 4.0N 則在此段時間內(nèi), 木箱的加速度為(g=10m/s2

A. 1.5 m/s 2 B. 5.0 m/s2

C. 10.0 m/s 2 D. 無法確定

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】受水平外力 F 作用的物體,在光滑水平面上做直線運動,其 vt 圖線如圖所示,則

A. 0t1 秒內(nèi),外力 F 大小不斷增大

B. t1 時刻,外力 F 為零

C. t1t2 秒內(nèi),外力 F 大小可能不斷減小

D. t1t2 秒內(nèi),外力 F 大小不斷增大

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】某同學(xué)做探究加速度與力、質(zhì)量關(guān)系的實驗如圖甲所示是該同學(xué)探究小車加速度與力的關(guān)系的實驗裝置,他將光電門固定在水平軌道上的B點,用不同重物通過細(xì)線拉同一小車,每次小車都從同一位置A由靜止釋放.

(1)實驗中可近似認(rèn)為細(xì)線對小車的拉力與重物重力大小相等,則重物的質(zhì)量m與小車的質(zhì)量M間應(yīng)滿足的關(guān)系為______;

(2)若用游標(biāo)卡尺測出光電門遮光條的寬度d如圖乙所示,則______cm;實驗時將小車從圖示位置由靜止釋放,由數(shù)字計時器讀出遮光條通過光電門的時間,則小車經(jīng)過光電門時的速度為______用字母表示;

(3)測出多組重物的質(zhì)量m和對應(yīng)遮光條通過光電門的時間,并算出相應(yīng)小車經(jīng)過光電門時的速度v,通過描點作出線性圖象如圖丙所示,從圖線得到的結(jié)論是:在小車質(zhì)量一定時,______

(4)某同學(xué)在作出的線性圖象不通過坐標(biāo)原點,開始實驗前他應(yīng)采取的做法是______

A.將不帶滑輪的木板一端適當(dāng)墊高,使小車在鉤碼拉動下恰好做勻速運動

B.將不帶滑輪的木板一端適當(dāng)墊高,使小車在鉤碼拉動下恰好做勻加速運動

C.將不帶滑輪的木板一端適當(dāng)墊高,在不掛鉤碼的情況下使小車恰好做勻速運動

D.將不帶滑輪的木板一端適當(dāng)墊高,在不掛鉤碼的情況下使小車恰好做勻加速運動.

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,豎直平面內(nèi)的軌道都由兩段細(xì)直桿連接而成,兩軌道長度相等。用相同的水平恒力將穿在軌道最低點的B靜止小球,分別沿推至最高點A,所需時間分別為t1、t2;動能增量分別為。假定球在經(jīng)過軌道轉(zhuǎn)折點前后速度的大小不變,且球與、軌道間的動摩擦因數(shù)相等,則

(A);t1t2 (B)=t1t2

(C);t1t2 (D)=t1t2

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在水平板左端有一固定擋板,擋板上連接一輕質(zhì)彈簧。緊貼彈簧放一質(zhì)量為m的滑塊,此時彈簧處于自然長度。已知滑塊與擋板的動摩擦因數(shù)及最大靜摩擦因數(shù)均為,F(xiàn)將板的右端緩慢抬起使板與水平面間的夾角為θ,最后直到板豎直,此過程中彈簧彈力的大小F隨夾角θ的變化關(guān)系可能是圖中的( )

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