【题目】如图所示,一足够长的水平传送带以速度v0匀速运动,质量均为m的小物块P和小物块Q由通过滑轮组的轻绳连接,轻绳足够长且不可伸长.某时刻物块P从传送带左端以速度2v0冲上传送带,P与定滑轮间的绳子水平.已知物块P与传送带间的动摩擦因数μ=0.25,重力加速度为g,不计滑轮的质量与摩擦.求:
(1)运动过程中小物块P、Q的加速度大小之比;
(2)物块P刚冲上传送带到右方最远处的过程中,PQ系统机械能的改变量;
(3)若传送带以不同的速度v(0<v<2v0)匀速运动,当v取多大时物块P向右冲到最远处时,P与传送带间产生的摩擦热最小?最小值为多大?
【答案】
(1)解:设P的位移、加速度大小分别为s1、a1,Q的位移、加速度大小分别为s2、a2,
因s1=2 s2,故a1=2a2
答:运动过程中小物块P、Q的加速度大小之比是2:1;
(2)解:对P有:μmg+T=ma1
对Q有:mg﹣2T=ma2
得:T=0.35mg,a1=0.6g
P先减速到与传送带速度相同,设位移为x1,
共速后,由于f=μmg< mg,P不可能随传送带一起匀速运动,继续向右减速,
设此时P加速度为a1′,Q的加速度为
对P有:T﹣μmg=ma1′,对Q有:mg﹣2T=ma2’解得:a1′=0.2g
设减速到0位移为x2,
PQ系统机械能的改变量等于摩擦力对P做的功,△E=﹣μmgx1+μmgx2=0
答:物块P刚冲上传送带到右方最远处的过程中,PQ系统机械能的改变量;
(3)解:第一阶段P相对皮带向前,相对路程:
第二阶段相对皮带向后,相对路程:
摩擦产生的热Q=μmg(S1+S2)=
当 时,
摩擦热最小
答:若传送带以不同的速度v(0<v<2v0)匀速运动,当 时物块P向右冲到最远处时,P与传送带间产生的摩擦热最小,最小值为
【解析】本题考察牛顿第二定律的应用及功能关系,正确理解功能之间的转化关系是解题的关键,解题时要明确热量等于摩擦力与相对位移的乘积。
【考点精析】根据题目的已知条件,利用功能关系的相关知识可以得到问题的答案,需要掌握当只有重力(或弹簧弹力)做功时,物体的机械能守恒;重力对物体做的功等于物体重力势能的减少:W G =E p1 -E p2;合外力对物体所做的功等于物体动能的变化:W 合 =E k2 -E k1 (动能定理);除了重力(或弹簧弹力)之外的力对物体所做的功等于物体机械能的变化:W F =E 2 -E 1.
科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】如图所示,一质量为m、带电荷量为q的物体处于场强按E=E0-kt(E0、k均为大于零的常数,取水平向左为正方向)变化的电场中,物体与竖直墙壁间动摩擦因数为μ,当t=0时刻物体处于静止状态.若物体所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,且电场空间和墙面均足够大,下列说法正确的是( )
A. 物体开始运动后加速度不断增大
B. 物体开始运动后加速度先增加、后减小
C. 经过时间t=E0/k,物体在竖直墙壁上的位移达最大值
D. 经过时间t=(μqE0-mg)/μkq,物体运动速度达最大值
【答案】AC
【解析】试题分析:电场改变方向之前,物体沿竖直墙运动,由于水平方向支持力与电场力相等,电场强度减弱,所以支持力减小,故摩擦力减小,所以物体受到的重力和摩擦力的合力增大;电场改为水平向右时,物体受互相垂直的重力和电场力,而电场力随电场强度的增大而增大,所以合力增大,因此,整个过程中,物体运动的加速度不断增大,且速度不断增大,故A正确,B错误;当电场强度为零时,物体开始离开墙壁,即,所以,物体在竖直墙壁上的位移达最大值,故C正确;根据A选项分析,物体运动的加速度不断增大,且速度不断增大,故D错误。
考点:牛顿第二定律、电场强度
【名师点睛】本题关键要找出物体的合力,对物体仅仅受力分析,运用牛顿第二定律求出物体的加速度大小和方向,根据物体的初状态确定物体的运动情况,由于电场强度是随时间变化的,求合力时应注意其大小和方向。
【题型】单选题
【结束】
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【题目】如图所示为某海上救援船的机械臂工作的示意图。机械臂AB、BC由高强度的轻质材料制成,A端固定一个定滑轮,BC可以绕B自由转动。钢丝绳的一端穿过C点并固定,另一端缠绕于可以转动的立柱D上,其质量可以忽略不计。在某次转移货物的过程中,机械臂AB始终保持竖直。下列说法正确的是( )
A. 保持BC不动,使AB缓慢伸长,则BC所受的力增大
B. 保持AB不动,缓慢转动立柱D,使CA变长,则BC所受的力大小保持不变
C. 保持AB不动,使BC缓慢伸长,则BC所受的力增大
D. 保持AB不动,使BC缓慢伸长且逆时针转动,BC所受的力增大
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科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】如图所示,木板可绕固定水平轴O转动.木板从水平位置OA缓慢转到OB位置,木板上的物块始终相对于木板静止.在这一过程中,物块的重力势能增加了2J.用FN表示物块受到的支持力,用Ff表示物块受到的摩擦力.在此过程中,以下判断正确的是( )
A.FN和Ff对物块都不做功
B.FN对物块做功为2 J,Ff对物块不做功
C.FN对物块不做功,Ff对物块做功为2 J
D.FN和Ff对物块所做功的代数和为0
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科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】如图所示,小球沿足够长的斜面向上做匀变速直线运动,依次经a、b、c、d到达最高点e.已知ab=bd=6m,bc=1m,小球从a到c和从c到d所用的时间都是2s,设小球经b、c时的速度分别为vb、vc , 则:
(1)vb、vc分别为多少?
(2)Xde=?
(3)从d到e所用时间为多少?
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科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】教师在黑板上画圆,圆规脚之间的距离是25cm,他保持这个距离不变,让粉笔在黑板上匀速的画了一个圆,粉笔的线速度是2.5m/s.关于粉笔的运动,有下列说法:
①角速度是0.1rad/s;
②角速度是10rad/s;
③周期是10s;
④周期是0.628s;
⑤频率是10Hz;
⑥频率是1.59Hz;
⑦转速小于2r/s;
⑧转速大于2r/s.
下列哪个选项中的结果是全部正确的( )
A. ①③⑤⑦ B. ②④⑥⑧
C. ②④⑥⑦ D. ②④⑥⑧
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科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】在“验证牛顿第二定律”的实验中,采用如图1所示的实验装置,小车及车中砝码的质量用M表示,盘及盘中砝码的质量用m表示,小车拖动后面的纸带,小车的加速度可由纸带上打出的点计算出.
(1)当M与m的大小关系满足______时,才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘及盘中砝码的重力.
(2)某一组同学在做加速度与质量的关系实验时,保持盘及盘中砝码的质量一定,改变小车及车中砝码的质量,测出相应的加速度,采用图象法处理数据.为了比较容易地检查出加速度a与质量M的关系,应该做a与______的图象.
(3)如图(a)是甲同学根据测量数据做出的a-F图线,说明实验存在的问题是______.
(4)乙、丙同学用同一装置做实验,画出了各自得到的a-F图线,如图(b)所示,两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同?答:______.
(5)已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz,每相邻两个计数点间还有4个点未画出,利用图3给出的数据可求出小车运动的加速度a=______.(结果保留三位有效数字)
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科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】在“探究力的平行四边形定则”的实验中,用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点,在橡皮条的另一端拴上两条细绳,细绳另一端系着绳套B、C(用来连接弹簧测力计)。其中A为固定橡皮筋的图钉,O为橡皮筋与细绳的结点,OB和OC为细绳。
⑴、在实验中,某同学第一步用两个弹簧测力计分别钩住两个细绳套互成角度地拉橡皮条,使结点达到某一位置O,并记下O点位置;第二步用一个弹簧测力计钩住细绳套拉橡皮条,使结点达到同一位置O点。第一步中还必须记录的是( )
A、两细绳的长度和两细绳的方向
B、两细绳套的方向和两弹簧测力计的读数
C、橡皮条伸长的长度和两细绳的方向
D、两弹簧测力计的读数和橡皮条伸长的长度
⑵、在实验中,如果只将细绳换成橡皮筋,其它步骤没有改变,那么实验结果_________ (填“会”或“不会”)发生变化.
⑶、本实验采用的科学方法是( )
A.理想实验法 B.控制变量法
C.建立物理模型法 D.等效替代法
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科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】实验表明表面积一定的物体,在相对于空气的运动速率不大时,物体受到的空气阻力与相对于空气的速率成正比。某研究性学习小组据此设计出一种测量风速的力学装置。如图所示,用轻质细线悬挂一定质量的小球,在悬点正下方固定一把刻度尺,刻度尺下边沿距离悬点2.00cm,且刻度尺刚好与细线不接触。在无风的天气里,细线正对刻度尺上“5”刻线;当摆球受到水平向左的风力作用时,悬线向左偏高竖直方向某一角度,而且风速和悬线偏角有一一对应关系。若水平向左的风速为4m/s时,悬线正对刻度尺上“3”刻线。求细线正对刻度尺上“2”刻线时对应的水平风速。(悬线受风力作用的影响可忽略)
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科目:高中物理 来源: 题型:
【题目】某同学用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。
(1)对于本实验操作的说法正确的是(________)
A.打点计时器的两个限位孔应在同一条竖直线上
B.应用秒表测出重物下落的时间
C.重物的密度和质量选用的大些,有利于减小误差
D.重物的密度和质量选用的小些,有利于减小误差
(2)若实验中所用重物的质量m=1kg.某同学选取了一条前两个点间距接近2mm的纸带,0是打下的第一个点,打点时间间隔为0.02s,则在纸带上打下点3时的速度v=________m/s,此时重物的动能=______J,从打下点0到至打下点3的过程中重物的重力势能减少量=_______J,由此可得出的结论是___________________________。(g取9.8m/s,结果均保留三位有效数字)
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