17.將質(zhì)量為m=1kg的煤塊A輕放在以2m/s的恒定速度順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)的足夠長(zhǎng)水平傳送帶上后,已知煤塊與傳送帶間動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.05.
(1)求煤塊在傳送帶上留下的劃痕長(zhǎng)度?
(2)求摩擦力對(duì)煤塊做的功w1?摩擦力對(duì)傳送帶做的功w2?
(3)若使該傳送帶改做加速度大小為1.5m/s2的勻減速運(yùn)動(dòng)直至速度為零,并且在傳送帶開(kāi)始做勻減速運(yùn)動(dòng)的同時(shí),將另一煤塊B輕放在傳送帶上,則B停止在傳送帶上的位置與其在傳送帶上劃線(xiàn)起點(diǎn)間的距離為多少?

分析 (1)當(dāng)煤塊在傳送帶上加速到速度和傳送帶速度相同之后,與傳送帶一起做勻速運(yùn)動(dòng),故劃痕長(zhǎng)度,即為煤塊加速階段與傳送帶的相對(duì)位移,由牛頓第二定律求出加速度,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式分別求出加速時(shí)間,加速過(guò)程中的位移,傳送帶的位移,作差即為劃痕長(zhǎng)度.
(2)傳送帶對(duì)煤塊的摩擦力和煤塊對(duì)傳送帶的摩擦力為一對(duì)作用力與反作用力,大小相等,方向相反,直接根據(jù)功的定義求出分別對(duì)傳送帶做的功.
(3)第二次煤塊B放在傳送帶后先做勻加速運(yùn)動(dòng),速度與傳送帶相同后,根據(jù)傳送帶的加速度與煤塊B加速度關(guān)系,判斷煤塊B的運(yùn)動(dòng)情況,根據(jù)位移公式和位移關(guān)系求解該煤塊B在傳送帶上能留下的劃線(xiàn)的長(zhǎng)度.

解答 解:(1)設(shè)水平傳送帶的恒定初速度為v0,以煤塊為研究對(duì)象,設(shè)煤塊的速度達(dá)到v0前的加速度大小為a,由牛頓第二定律得:μmg=ma,
代入數(shù)據(jù)解得:a=0.5m/s2,
達(dá)到v0所用時(shí)間:t=$\frac{{v}_{0}}{a}=\frac{2}{0.5}=4s$;
傳送帶運(yùn)動(dòng)的距離:x1=v0t=2×4=8m
煤塊運(yùn)動(dòng)的距離:${x}_{2}=\frac{1}{2}a{t}^{2}=\frac{1}{2}×0.5×{4}^{2}=4m$
此過(guò)程中劃出的痕跡長(zhǎng)度為:△x=x1-x2=8-4=4m
(2)在煤塊加速過(guò)程中,傳送帶對(duì)煤塊的摩擦力為:f=μmg=0.05×1×10=0.5N
這個(gè)過(guò)程中,煤塊對(duì)傳送帶的摩擦力大小也為f,故摩擦力對(duì)煤塊做的功和摩擦力對(duì)傳送帶做的功大小相等,即:
w1=w2=f△x=0.5×4=2J
其中,摩擦力對(duì)煤塊做的功w1為正功,摩擦力對(duì)傳送帶做的功w2為負(fù)功;
(3)煤塊B先加速到與傳送帶速度相同,設(shè)二者達(dá)到的相同速度為v′,傳送帶減速運(yùn)動(dòng)的加速度為a0,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得:
$\frac{{v}_{0}-v′}{{a}_{0}}=\frac{v′}{a}$
即:$\frac{2-v′}{1.5}=\frac{v′}{0.5}$
解得:v′=0.5m/s
此過(guò)程傳送帶比煤塊多走的距離:${s}_{1}=\frac{{{v}_{0}}^{2}-v{′}^{2}}{2{a}_{0}}$-$\frac{v{′}^{2}}{2a}$
代入數(shù)據(jù)得:s1=1m
由于a0>μg,故二者不能共同減速,煤塊以μg的加速度減速到靜止.傳送帶的加速度大,先停下來(lái).
煤塊減速到零的過(guò)程煤塊比傳送帶多走的距離:s2=$\frac{v{′}^{2}}{2a}-\frac{v{′}^{2}}{2{a}_{0}}$
代入數(shù)據(jù)解得:${s}_{2}=\frac{1}{6}m$
可見(jiàn),煤塊相對(duì)于傳送帶先后滑1m,后又向前滑$\frac{1}{6}m$,故煤塊B停止在傳送帶上的位置與劃線(xiàn)起點(diǎn)間的距離為:$△s={s}_{1}-{s}_{2}=1-\frac{1}{6}=\frac{5}{6}m$
答:(1)煤塊在傳送帶上留下的劃痕長(zhǎng)度位4m.
(2)摩擦力對(duì)煤塊做正功,大小為2J,摩擦力對(duì)傳送帶做負(fù)功,大小為2J.
(3)若使該傳送帶改做加速度大小為1.5m/s2的勻減速運(yùn)動(dòng)直至速度為零,并且在傳送帶開(kāi)始做勻減速運(yùn)動(dòng)的同時(shí),將另一煤塊B輕放在傳送帶上,則B停止在傳送帶上的位置與其在傳送帶上劃線(xiàn)起點(diǎn)間的距離為$\frac{5}{6}m$.

點(diǎn)評(píng) 分析清楚煤塊的運(yùn)動(dòng)過(guò)程,應(yīng)用牛頓第二定律與運(yùn)動(dòng)學(xué)公式即可正確解題,煤塊在傳送帶留下的劃線(xiàn)的長(zhǎng)度等于兩者相對(duì)位移大小,分析煤塊的運(yùn)動(dòng)情況是關(guān)鍵.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

7.如圖所示,一根輕質(zhì)細(xì)繩跨過(guò)定滑輪連接兩個(gè)小球A、B,它們都穿在一根光滑的豎直桿上,不計(jì)細(xì)繩與滑輪之間的摩擦,當(dāng)兩球平衡時(shí)OA繩與水平方向的夾角為53°,OB繩與水平方向的夾角為37°,則球A、B的質(zhì)量之比和桿對(duì)A、B的彈力之比正確的是( 。ㄒ阎猻in37°=0.6,cos37°=0.8)
A.$\frac{{m}_{A}}{{m}_{B}}$=$\frac{3}{4}$B.$\frac{{m}_{A}}{{m}_{B}}$=$\frac{4}{3}$C.$\frac{{F}_{NA}}{{F}_{NB}}$=$\frac{16}{9}$D.$\frac{{F}_{NA}}{{F}_{NB}}$=$\frac{9}{16}$

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

8.如圖所示,在XOY直角坐標(biāo)系中,OQ和OP分別與X軸正負(fù)方向成45°,在POQ區(qū)域中存在足夠?qū)挼膭驈?qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)大小為E,其余區(qū)域存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B,一帶電量為+q的質(zhì)量為m粒子在Y軸上A點(diǎn)(0,-L)以平行于X軸速度v0進(jìn)入第四象項(xiàng),在QO邊界垂直進(jìn)入電場(chǎng),后又從PO邊界離開(kāi)電場(chǎng),不計(jì)粒子的重力.其中B=$\frac{m{v}_{0}}{qL}$.求:
(1)粒子在磁場(chǎng)B中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑?
(2)粒子從PO進(jìn)入磁場(chǎng)的位置坐標(biāo)?
(3)粒子從A運(yùn)動(dòng)到OP邊界所需的時(shí)間.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

5.某班級(jí)同學(xué)用如圖(a)所示裝置驗(yàn)證加速度a和力F、質(zhì)量m的關(guān)系.甲、乙兩輛小車(chē)放在傾斜軌道上,小車(chē)甲上固定一個(gè)加速度傳感器,小車(chē)乙上固定一個(gè)力傳感器,力傳感器和小車(chē)甲之間用一根不可伸長(zhǎng)的細(xì)線(xiàn)連接,在彈簧拉力的作用下兩輛小車(chē)一起開(kāi)始向下運(yùn)動(dòng),利用兩個(gè)傳感器可以采集記錄同一時(shí)刻小車(chē)甲受到的拉力和加速度的大小.

(1)下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)裝置和操作的說(shuō)法中正確的是A
(A)軌道傾斜是為了平衡小車(chē)甲受到的摩擦力
(B)軌道傾斜是為了平衡小車(chē)乙受到的摩擦力
(C)彈簧力應(yīng)遠(yuǎn)小于小車(chē)甲所受的重力
(D)彈簧力應(yīng)遠(yuǎn)小于小車(chē)乙所受的重力
(2)四個(gè)實(shí)驗(yàn)小組選用的小車(chē)甲(含加速度傳感器)的質(zhì)量分別是m1=1.0kg、m2=2.0kg、m3=3.0kg和m4=4.0kg,其中有三個(gè)小組已經(jīng)完成了a-F圖象,如圖(b)所示,最后一個(gè)小組的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表所示,請(qǐng)?jiān)趫D(b)中完成該組的a-F圖線(xiàn);
實(shí)驗(yàn)次數(shù)123456
拉力F(N)49.040.035.024.016.29.6
加速度a(m/s216.313.311.78.05.43.2
(3)在驗(yàn)證了a和F的關(guān)系后,為了進(jìn)一步驗(yàn)證a和m的關(guān)系,可直接利用圖(b)的四條圖線(xiàn)收集數(shù)據(jù),然后作圖.請(qǐng)寫(xiě)出具體的做法:
①如何收集數(shù)據(jù)?在a-F圖象上做一條垂直于橫軸的直線(xiàn),與四條圖線(xiàn)分別有個(gè)交點(diǎn),記錄下四個(gè)交點(diǎn)的縱坐標(biāo)a,分別與各圖線(xiàn)對(duì)應(yīng)的m組成四組數(shù)據(jù).;
②為了更直觀地驗(yàn)證a和m的關(guān)系,建立的坐標(biāo)系應(yīng)以a為縱軸;以$\frac{1}{m}$為橫軸.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

12.如圖所示,物塊M在靜止的傳送帶上以速度v勻速下滑時(shí),傳送帶突然啟動(dòng),方向如圖中箭頭所示,若傳送帶的速度大小也為v,則傳送帶啟動(dòng)后( 。
A.M靜止在傳送帶上B.M可能沿斜面向上運(yùn)動(dòng)
C.M受到的摩擦力不變D.M下滑至底端的時(shí)間變長(zhǎng)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

2.地球同步衛(wèi)星的高度約為3.6×104km,另一顆赤道平面內(nèi)的中軌道偵測(cè)衛(wèi)星高度為4.2×103km.每當(dāng)中軌道偵測(cè)衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)到同步衛(wèi)星與地球之間時(shí)就把偵測(cè)信息傳遞給同步衛(wèi)星,再由同步衛(wèi)星傳回地球.若地球半徑為6.4×103km,則關(guān)于兩衛(wèi)星的說(shuō)法正確的是( 。
A.同步衛(wèi)星與中軌道偵測(cè)衛(wèi)星在軌道運(yùn)行的動(dòng)能之比為1:2
B.同步衛(wèi)星與中軌道偵測(cè)衛(wèi)星在軌道運(yùn)行的周期之比為8:1
C.同步衛(wèi)星與中軌道偵測(cè)衛(wèi)星在軌道上運(yùn)行的線(xiàn)速度之比為1:2
D.同步衛(wèi)星與中軌道偵測(cè)衛(wèi)星在軌道運(yùn)行的加速度之比為1:4

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

9.如圖所示.粗糙水平面與半徑R=1.6m的光滑$\frac{1}{4}$圓弧軌道相切于B點(diǎn),質(zhì)量為m=2kg的物體(可視為質(zhì)點(diǎn))從A點(diǎn)以遮度vA=6m/s向右運(yùn)動(dòng).到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度大小為VB=4m/s,g=10m/s2
(1)求從A到B的過(guò)程中,摩擦力對(duì)物體做的功:
(2)通過(guò)計(jì)算判斷物體能否從圓軌道最高點(diǎn)飛出?
(3)若AB=5m.物體最終停在C點(diǎn)(圖中未畫(huà)出),則BC長(zhǎng)度是多少?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

6.下列說(shuō)法中正確的是( 。
A.在太空站中處于失重狀態(tài)的水滴呈球形狀,是由液體表面張力引起的
B.用氣筒給自行車(chē)打氣,越打越費(fèi)勁,是氣體分子之間斥力變大
C.在壓強(qiáng)一定的情況下,晶體熔化過(guò)程中分子的平均動(dòng)能增加
D.當(dāng)氣體溫度升高時(shí),氣體分子運(yùn)動(dòng)平均速率增加

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:填空題

1.如圖所示,將一小球從樓梯頂部以3m/s速度水平拋出,已知所有臺(tái)階的高度均為0.20m,寬度均為0.25m,不計(jì)空氣阻力,重力加速度取g=10m/s2,則小球拋出后最先落到第6級(jí)臺(tái)階上.

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同步練習(xí)冊(cè)答案