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【题目】如图甲所示,工厂利用倾角θ=37°的皮带传输机,将每个质量m= 8kg的木箱从地面运送到高h=3.15m的平台上,机械手每隔1s就将一个木箱放到传送带的底端,传送带的皮带以恒定的速度顺时针转动且不打滑。木箱放到传送带上的部分v-t图象如图乙所示,已知各木箱与传送带间的动摩擦因数都相等。若最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g10m/s2。求:

(1)木箱与传送带间的动摩擦因数μ

(2)传送带上最多有几个木箱同时在向上输送;

(3)皮带传输机由电动机带动,从机械手放上第一个木箱开始计时的1分钟内,因为木箱的放人,电动机 需要多做的功(不考虑电动机能量损耗)

【答案】(1) (2)11 (3)14640J

【解析】

(1)由乙图得出木箱运动的加速度和皮带运动的速度,根据牛顿第二定律求解动摩擦因数μ

(2)根据运动学基本公式求出木箱加速的位移,木箱相对皮带静止后,相邻两个木箱之间的距离都相等,结合传送带的长度列式求解即可;

(3)先求出一个木箱在传送带上运动时产生的热量和增加的动能和重力势能,再求出从开始的1分钟内共传送木箱的个数,求和即可电动机需要多做的功.

(1)由乙图可知,木箱运动的加速度为:

皮带匀速运动的速度为:v=0.5m/s,

根据牛顿第二定律得:μmgcosθ-mgsinθ=ma

解得:

(2)木箱加速运动的位移为:

木箱相对皮带静止后,相邻两个木箱之间的距离都相等,有:△L=vt=0.5m

传送带的长度为:

L=10L+x1

所以传送带上最多同时存在的木箱个数为11

(3)木箱再传送带上运动时,和皮带间的相对位移为:△x=vt-x1=0.5×1-0.25=0.25m,

和皮带间的摩擦产生的热量为:Q1=μmgcosθx=13J

木箱最终增加的动能为:

木箱到达平台增加的重力势能为:EP1=mgh=252J

从开始的1分钟内共传送木箱的个数N=1×60=60个,其中50个已经到达平台,还有10个正在传送带上,

到达平台的50个,电动机做的功为:W1=50(Q1+EK1+EP1)=13300J,

在传送带上的已经开始运动得10个木箱增加的动能为:10EK1=10J,

10个木箱的摩擦生热为:10Q1=130J,

10个木箱增加的重力势能共为:EP′=10mgxsin37°+mgLsin37°+2mgLsin37°+…+9mgLsin37°=10mgxsin37°+mgLsin37°(1+2+3+…+9)=1200J,

所以电动机多做的功为:W=W1+10EK1+10Q1+EP′=14640J

练习册系列答案
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【题目】探究小车速度随时间变化的规律实验中

(1)下列哪些器材是多余的________

①电火花打点计时器②天平③低压直流电源 ④细绳

⑤纸带⑥小车⑦钩码 ⑧秒表 ⑨一端有滑轮的长木板

(2)要达到实验目的还需要的器材是:________

(3)在一次实验中,打点计时器打出一纸带,如图所示ABCD为四个计数点,且两相邻计数点间还有四个点没有画出,所用交流电频率为50Hz,纸带上各点对应单位为厘米的刻度尺上的刻度值如图所示,则B点的速vB________m/s.

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A. 物体从AB速度越来越大,从BC速度越来越小

B. 物体从AB先加速后减速,从BC速度越来越小

C. 物体从AB加速度先减小后增大,从BC加速度不变

D. 物体从AB加速度先增大后减小,从BC加速度不变

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【题目】如图所示,一根弹性细绳颈度系数k=5N/m,将其一端固定,另一端穿过一光滑小孔O且系住一质量为m=1kg的小滑块,滑块放在水平地面上.当细绳竖直时,小孔O到悬点的距离恰为弹性细绳原长,小孔O到正下方水平地面上P点的距离为h=0.5m,滑块与水平地面间的动摩擦因数为μ=0.5,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,弹性细绳始终在其弹性限度内,g=10m/s2,求当滑块置于水平面恰好能保持静止时,滑块到P点的最远距离.

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【题目】如图所示,物体在离斜面底端5m处由静止开始下滑,若物体与斜面间的动摩擦因数为0.4,斜面倾角为37°.求:

(1)物体在斜面上的加速度;

(2)求物体从静止到达斜面底端所用时间以及到达底端速度。(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2

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【题目】一质量为m的烟花弹获得动能E后,从地面竖直升空,当烟花弹上升的速度为零时,弹中火药爆炸将烟花弹炸为质量相等的两部分,两部分获得的动能之和也为E,且均沿竖直方向运动。爆炸时间极短,重力加速度大小为g,不计空气阻力和火药的质量,求

(1)烟花弹从地面开始上升到弹中火药爆炸所经过的时间;

(2)爆炸后烟花弹向上运动的部分距地面的最大高度

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【题目】验证机械能守恒定律的实验可以采用如图所示的甲或乙方案来进行.

(1)比较这两种方案,___________(选填A. “B. “)方案好些。

(2)如图是该实验中得到的一条纸带,测得每两个计数点间的距离如图所示,已知每两个计数点之间的时间间隔T=0.1 s,物体运动的加速度a= __________ m/s2;该纸带是_________(选填A.“B.“”)实验方案得到的。

(3)如图是采用甲方案得到的一条纸带,在计算图中N点速度时,几位同学分别用下列不同的方法进行,其中正确的是_____

A.vNgnT B.vN C.vN D.vNg(n-1)T

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(1)本实验必须满足的条件是_________

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B.斜槽轨道末端的切线水平

C.入射小球每次都从斜槽上的同一位置无初速释放

D.入射球与被碰球满足mambrarb

(2)为了验证动量守恒定律需要测量OP间的距离x1则还需要测量的物理量有______________用相应的文字和字母表示)。

(3)如果动量守恒,须满足的关系式是______________________用测量物理量的字母表示)。

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(1)用如图1所示的电路进行测量,电流表应选用__,滑动变阻器应选用__(用序号字母表示)

(2)通过实验测得此灯泡的伏安特性曲线如图2所示,由图象可求得此灯泡在正常工作时的电阻为________Ω

(3)若将此灯泡与电动势6V、内阻不计的电源相连,要使灯泡正常发光,需串联一个阻值为____Ω的电阻(保留3位有效数字)

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