【题目】如图甲所示,水平传送带以 5.0m/s 恒定的速率运转,两皮带轮之间的距 离 l=6m,皮带轮的半径大小可忽略不计。沿水平传送带的上表面建立 xOy 坐标系,坐标 原点 O 在传送带的最左端。半径为 R 的光滑圆轨道 ABC 的最低点 A 点与 C 点原来相连, 位于竖直平面内(如图乙所示),现把它从最低点处切开,并使 C 端沿 y 轴负方向错开少 许,把它置于水平传送带的最右端, A 点位于 x 轴上且与传送带的最右端之间的距离可忽 略不计,轨道的 A、 C 两端均位于最低点, C 端与一水平直轨道平滑连接。 由于 A、 C 两 点间沿 y 轴方向错开的距离很小,可把 ABC 仍看作位于竖直平面内的圆轨道。将一质量m=1kg 的小物块 P(可视为质点)沿 x 轴轻放在传送带上某处,小物块随传送带运动到 A 点进入光滑圆轨道,恰好能够通过圆轨道的最高点B,并沿竖直圆轨道 ABC 做完整的圆周运动后由 C 点经水平直轨道滑出。已知小物块与传送带间的动摩擦因数 μ=0.5,圆轨道 的半径 R=0.5m,取重力加速度 g=10m/s2。求:
(1)物块通过圆轨道最低点 A 时对轨道压力的大小;
(2)轻放小物块位置的 x 坐标应满足什么条件,才能完成上述运动;
(3)传送带由电动机带动,其与轮子间无相对滑动,不计轮轴处的摩擦。若将小物 块轻放在传送带上 O 点,求将小物块从 O 点运送至 A 点过程中电动机多做的功。
【答案】(1)60N;(2)x≤3.5m;(3)25J
【解析】
试题分析:1)设物块恰好通过圆轨道最高点B时的速率为vB,根据牛顿第二定律有:
解得:
设物块通过圆轨道最低点A的速率为vA,对于物块由A点运动至B点的过程,根据机械能守恒定律有:
mvA2=m vB2+2mgR
代入数据解得:vA=5.0m/s
设物块通过圆轨道最低点A时,轨道对物块的支持力为FN,根据牛顿第二定律有:;
代入数据解得:FN=60N
据牛顿第三定律,物块通过圆轨道最低点A对轨道的压力为:F′N=FN=60N
(2)物块在传送带上的加速度为:a=μg=5.0m/s2
根据(1)可知物块运动至A点的速度满足vA=5.0m/s,
可使其恰好通过圆轨道最高点B.传送带的速率为:v0=5.0m/s,
物块在传送带上加速运动的位移为:,
故轻放小物块的位置坐标需满足:x≤l-x0=3.5m
(3)设为将小物块从O点运送到A点传送带电动机做的功为W,小物块加速运动时间为:,
小物块加速运动的位移:x=at2=2.5m
根据功能关系有:W=mvA2+μmg(v0t-x)=25J
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】如图甲所示,一条电场线与Ox轴重合,取O点电势为零,Ox方向上各点的电势φ随x变化的情况如图乙所示.若在O点由静止释放一电子,电子仅受电场力的作用,则( )
A.电子将沿Ox方向运动
B.电子的电势能将增大
C.电子运动的加速度恒定
D.电子运动的加速度先减小后增大
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】2015年11月27日05时24分,我国在太原卫星发射中心用长征四号丙运载火箭成功将遥感二十九号卫星发射升空。该卫星为近地轨道卫星,轨迹可视为半径与地球半径相等的圆.卫星在运行过程中,与静止在赤道上的物体相比较
A. 卫星的线速度较大
B. 卫星的周期较长
C. 卫星的角速度较小
D. 卫星的向心加速度较小
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】如图所示,在一实验探究过程中,马小跳同学将一根不能伸长、柔软的轻绳两端分别系于A、B 两点上,一物体用动滑轮悬挂在绳子上,达到平衡时,两段绳子间的夹角为α1,绳子张力为F1,将绳子B 端移至C 点,待整个系统达到平衡时,两段绳子间的夹角为α2,绳子张力为F2;将绳子B 端移至D 点,待整个系统平衡时两段绳子间的夹角为α3,绳子张力为F3,不计摩擦,则( ).
A. α1=α2<α3 B. α1<α2<α3
C. F1>F2>F3 D. F1=F2<F3
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】一只白炽灯泡,正常发光时的电阻为121Ω,当这只灯泡停止发光一段时间后的电阻应是
A. 大于121Ω B. 小于121Ω C. 等于121Ω D. 无法判断
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】关于电场,下列说法正确的是()
A. 电场是假想的,并不是客观存在的物质 B. 电场是客观存在的特殊物质
C. 电场对放入其中的电荷有力的作用 D. 电场对放入其中的电荷没有力的作用
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】以下说法符合物理史实的是
A. 牛顿发现了万有引力定律,并且用扭秤装置测出了引力常量
B. 卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型
C. 法拉第发现的电流磁效应将电与磁紧密地联系在了一起
D. 爱因斯坦发现的光电效应现象说明了光具有波粒二象性
查看答案和解析>>
湖北省互联网违法和不良信息举报平台 | 网上有害信息举报专区 | 电信诈骗举报专区 | 涉历史虚无主义有害信息举报专区 | 涉企侵权举报专区
违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com