（16分） 如圖所示，生產(chǎn)車間有兩個(gè)相互垂直且等高的水平傳送帶甲和乙，甲的速度為v0。小工件離開甲前與甲的速度相同，并平穩(wěn)地傳到乙上，工件與乙之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，乙的寬度足夠大，重力加速度為g。

（1）若乙的速度為v0，求工件在乙上側(cè)向（垂直于乙的運(yùn)動(dòng)方向）滑過的距離s；
（2）若乙的速度為2v0，求工件在乙上剛停止側(cè)向滑動(dòng)時(shí)的速度大小v；
（3）保持乙的速度2v0不變，當(dāng)工件在乙上剛停止滑動(dòng)時(shí)，下一只工件恰好傳到乙上，如此反復(fù)。若每個(gè)工件的質(zhì)量均為m，除工件與傳送帶之間摩擦外，其他能量損耗均不計(jì)，求驅(qū)動(dòng)乙的電動(dòng)機(jī)的平均輸出功率。
（1）s＝；（2）v＝2v0；（3）＝

試題分析：（1）由于滑動(dòng)摩擦力的方向與相等運(yùn)動(dòng)方向相反，因此首先應(yīng)判斷工件剛平穩(wěn)地傳到乙上瞬間，相對(duì)于傳送帶乙的運(yùn)動(dòng)方向，剛傳到傳送帶乙上瞬間，工件有相對(duì)傳送帶乙側(cè)向速度v0和與傳送帶乙運(yùn)動(dòng)方向相反的速度v0，其合速度方向與傳送帶運(yùn)動(dòng)方向顯然成45°，如下圖所示，并建立圖示直角坐標(biāo)系。

根據(jù)牛頓第二定律可知：ax＝－，ay＝
即物塊相對(duì)傳送帶在沿傳送帶方向和垂直傳送帶方向分別做相同的勻減速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知，當(dāng)垂直傳送帶方向的速度減為零時(shí)，物塊相對(duì)傳送帶在x方向上的位移即側(cè)向滑過的距離為：s＝
（2）同理作出工件相對(duì)傳送帶運(yùn)動(dòng)和所受滑動(dòng)摩擦力的矢量圖如下圖所示。

設(shè)摩擦力與y軸方向間的夾角為θ，根據(jù)牛頓第二定律和加速度的定義式可知，始終存在：＝＝tanθ＝
因此工件相對(duì)傳送帶做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，因此工件在乙上剛停止側(cè)向滑動(dòng)時(shí)應(yīng)相對(duì)傳送帶乙靜止，因此工件此時(shí)的速度大小為：v＝2v0
（3）每個(gè)工件在傳送帶乙上相對(duì)傳送帶滑行距離為：Δs＝
每個(gè)工件在傳送帶乙上相對(duì)傳送帶滑行的時(shí)間為：t＝
每個(gè)工件在相對(duì)傳送帶滑動(dòng)的t時(shí)間內(nèi)，電動(dòng)機(jī)對(duì)乙做的功為：W＝－＋μmgΔs
電動(dòng)機(jī)的平均輸出功率為：＝
聯(lián)立以上各式解得：＝
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：問答題

在天體運(yùn)動(dòng)中，將兩顆彼此距離較近，且相互繞行的行星稱為雙星。已知兩行星質(zhì)量分別為M1和M2，它們之間距離為L，求各自運(yùn)轉(zhuǎn)半徑和角速度為多少？

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

關(guān)于力，下列說法中錯(cuò)誤的是（　　）
A．力是物體與物體之間的相互作用
B．力是矢量，它既有大小又有方向
C．力可以用帶箭頭的線段表示
D．力可以只有受力物體而沒有施力物體

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，A、B、C三個(gè)小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）的質(zhì)量分別為m、2m、3m，B小球帶負(fù)電，電荷量為q，A、C兩小球不帶電（不考慮小球間的靜電感應(yīng)），不可伸長的絕緣細(xì)線將三個(gè)小球連接起來懸掛在O點(diǎn)，三個(gè)小球均處于豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，電場(chǎng)強(qiáng)度大小為E，以下說法正確的是

A．靜止時(shí)，A、B兩小球間細(xì)線的拉力為5mg+qE
B．靜止時(shí)，A、B兩小球間細(xì)線的拉力為5mg-qE
C．剪斷O點(diǎn)與A小球間細(xì)線的瞬間，A、B兩小球間細(xì)線的拉力為qE
D·剪斷O點(diǎn)與A小球間細(xì)線的瞬間，A、B兩小球間細(xì)線的拉力為qE

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示，勁度系數(shù)k=20.0N/m的輕質(zhì)水平彈簧右端固定在足夠長的水平桌面上，左端系一質(zhì)量為M=2.0kg的小物體A，A左邊所系輕細(xì)線繞過輕質(zhì)光滑的定滑輪后與輕掛鉤相連。小物塊A與桌面的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.15，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力�，F(xiàn)將一質(zhì)量m=1.0kg的物體B掛在掛鉤上并用手托住，使滑輪右邊的輕繩恰好水平伸直，此時(shí)彈簧處在自由伸長狀態(tài)。釋放物體B后系統(tǒng)開始運(yùn)動(dòng)，取g=10m/s2。

（1）求剛釋放時(shí)物體B的加速度a；
（2）求小物塊A速度達(dá)到最大時(shí)彈簧的伸長量x1；
（3）已知彈簧彈性勢(shì)能，x為彈簧形變量，求整個(gè)過程中小物體A克服摩擦力年做的總功W。

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

假想一個(gè)登陸艙接近了木星的一個(gè)衛(wèi)星——木衛(wèi)四的表面。如果發(fā)動(dòng)機(jī)提供了一個(gè)3260N的向上的推力，登陸艙以恒定速率下降。如果發(fā)動(dòng)機(jī)僅提供2200N的推力，登陸艙以0.4m/s2的加速度下降。則登陸艙的質(zhì)量與靠近木衛(wèi)四表面的自由下落的加速度分別為
A．326kg 1.23m/s2B． 2650kg 2.46 m/s2
C．2650kg 1.23m/s2D． 326kg 2.46.m/s2

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

如圖所示，高臺(tái)的上面有一豎直的圓弧形光滑軌道，半徑R=m，軌道端點(diǎn)B的切線水平。質(zhì)量M="5" kg的金屬滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))由軌道頂端A由靜止釋放，離開B點(diǎn)后經(jīng)時(shí)間t="1" s撞擊在斜面上的P點(diǎn)。已知斜面的傾角=37o，斜面底端C與B點(diǎn)的水平距離x0="3" m。g取10 m/s2，sin37o =0．6，cos37o =0．8，不計(jì)空氣阻力。

⑴求金屬滑塊M運(yùn)動(dòng)至B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大小
⑵若金屬滑塊M離開B點(diǎn)時(shí)，位于斜面底端C點(diǎn)、質(zhì)量m="1" kg的另一滑塊，在沿斜面向上的恒定拉力F作用下由靜止開始向上加速運(yùn)動(dòng)，恰好在P點(diǎn)被M擊中。已知滑塊m與斜面間動(dòng)摩擦因數(shù)0.25，求拉力F大小
⑶滑塊m與滑塊M碰撞時(shí)間忽略不計(jì)，碰后立即撤去拉力F，此時(shí)滑塊m速度變?yōu)? m/s，仍沿斜面向上運(yùn)動(dòng)，為了防止二次碰撞，迅速接住并移走反彈的滑塊M，求滑塊m此后在斜面上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖甲所示，用一水平力F拉著一個(gè)靜止在傾角為（的光滑斜面上的物體，逐漸增大F，物體做變加速運(yùn)動(dòng)，其加速度a隨外力F變化的圖像如圖乙所示，g取10m/s2，根據(jù)圖乙中所提供的信息可以計(jì)算出（  ）
A．物體的質(zhì)量
B．斜面的傾角
C．物體能靜止在斜面上所施加的最小外力
D．加速度為6 m/s2時(shí)物體的速度

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：計(jì)算題

質(zhì)量為M、長為L的桿水平放置，桿兩端A、B系著長為3L的不可伸長且光滑的柔軟輕繩，繩上套著一質(zhì)量為m的小鐵環(huán)．已知重力加速度為g.不計(jì)空氣影響．

(1)現(xiàn)讓桿和環(huán)均靜止懸掛在空中，如圖甲，求繩中拉力的大小；
(2)若桿與環(huán)保持相對(duì)靜止，在空中沿AB方向水平向右做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，此時(shí)環(huán)恰好懸于A端的正下方，如圖乙所示．
①求此狀態(tài)下桿的加速度大小a；
②為保持這種狀態(tài)需在桿上施加一個(gè)多大的外力？方向如何？

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