分析 (1)矿物从C到D过程做平抛运动,由平抛运动的规律求出经过C点时的速度大小,根据牛顿第二定律求得轨道对矿物的压力,即可得到矿物到达C点时对轨道的压力大小.
(2)先假设矿物在AB段始终加速,根据动能定理求出矿物到达B点时的速度大小,将此速度与送带匀速运行的速度v0=8m/s进行比较,确定假设是否合理.从而得到B点的速度.
(3)矿物由A到C过程中,重力和摩擦力对矿物做功,由动能定理求摩擦力对矿物所做的功.
解答 解:(1)矿物离开C后做平抛运动,
在水平方向:s=vCt,
在竖直方向:h=$\frac{1}{2}$gt2,
矿物在C点,由牛顿第二定律得:mg+N=m$\frac{{v}_{C}^{2}}{R}$
由牛顿第三定律可知,矿物对轨道的压力:N′=N,
联立并代入数据得:N′=150N,方向竖直向上;
(2)设矿物在AB段始终处于匀加速状态,由动能定理得:
(μmgcosθ-mgsinθ)L=$\frac{1}{2}$mv′2,
代入数据解得:v′=8m/s>v0=6m/s,
由此可知,矿物在传送带上先加速到与传送带速度相等,然后匀速运动到B点,到达B点时的速度为6m/s;
(3)从A到C过程,由动能定理得:
Wf-mg[Lsinθ+R(1+cosθ)]=$\frac{1}{2}$mvC2-0,
代入数据解得:Wf=1276J;
答:(1)矿物到达C点时对轨道的压力大小为150N;
(2)矿物到达B点时的速度大小为6m/s;
(3)矿物由A点到达C点的过程中,摩擦力对矿物所做的功为1276J.
点评 本题中涉及力在空间的效果,要首先考虑动能定理,对于平抛运动,要熟练掌握分运动的规律,要求同学们能根据题目要求选取不同的研究过程运用动能定理解题.
科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 作用力与反作用力 | B. | 平衡力 | ||
C. | 支持力小于重力 | D. | 支持力大于重力 |
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题
t/s | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
x/m | 0 | 25 | 40 | 45 | 40 | 25 | 0 | -35 |
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 该金属的逸出功为E | |
B. | 该金属的逸出功为hν0 | |
C. | 入射光的频率为2ν0时,产生的光电子的最大初动能为E | |
D. | 入射光的频率为$\frac{{v}_{0}}{2}$时,产生的光电子的最大初动能为$\frac{E}{2}$ |
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 汽车做匀加速直线运动 | B. | 汽车克服阻力做功为fs | ||
C. | F逐渐减小 | D. | F做的功为Fs |
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 物块B从释放到最低点的过程中,物块A的速度不断增大 | |
B. | 物块A由P点出发第一次到达C点的过程中,物块B的机械能先增大后减小 | |
C. | 当PO1与水平方向的夹角为45°时,物块A、B速度大小关系是vA=$\frac{\sqrt{2}}{2}$vB | |
D. | 物块A在运动过程中最大速度为$\sqrt{\frac{\sqrt{2}{m}_{B}gh}{{m}_{A}}}$ |
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科目:高中物理 来源: 题型:实验题
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