【题目】如下图为某机场旅客行李水平传输装置一部分的俯视图,它由传送带和转盘组成行李箱从A处无初速放到传送带上,运动到B处后随转盘一起匀速转动
无相对滑动
,到C处被取走
已知A、B两处的距离
,传送带的传输速度
,行李箱在转盘上与轴O的距离
,行李箱与传送带间的动摩擦因数
.
若行李箱在转盘上的最大静摩擦力可视为与滑动摩擦力大小相等,则行李箱与转盘间的动摩擦因数
至少为多大?
若行李箱的平均质量为5kg,传送带平均每分钟传输送20个行李箱,则工作半小时传送带电动机因为传送行李箱需要输出的能量多大?
【答案】;
12000J.
【解析】
行李箱放在传送带上,先做匀加速直线运动,由牛顿第二定律和运动学公式结合求出此过程的位移,与传送带长度比较,分析有无匀速直线运动过程,求出行李箱到达转盘时的速度行李箱在转盘上所受的静摩擦力提供向心力,当物品恰好要滑动时,静摩擦力达到最大值,根据牛顿第二定律求出动摩擦因数
的最小值;先求出传送一个行李箱需要做的功,然后求出半小时传送行李箱需要做的功。
(1)设物品质量为m,物品先在传送带上做初速度为零的匀加速直线运动,其位移大小为.
由牛顿第二定律得:,
由匀变速运动的速度位移公式得:,
解得:,
,
行李箱速度与传送带速度相等后,行李箱和传送带一起以速度v做匀速运动,
行李箱加速运动的时间:,
物体达到转盘时的速度为:,
物品在转盘上所受静摩擦力提供向心力,最小时达最大静摩擦力,
由牛顿第二定律得:,
解得:;
(2)运送一个行李箱传送带需要做的功为:,
工作半小时传送带电动机因为传送行李箱需要输出的能量:;
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【题目】如图所示,一个“房子”形状的铁制音乐盒静止在水平面上,一个塑料壳里面装有一个圆柱形强磁铁,吸附在“房子”的顶棚斜面,保持静止状态。已知顶棚斜面与水平面的夹角为θ,塑料壳和磁铁的总质量为m,塑料壳和斜面间的动摩擦因数为μ,则以下说法正确的是( )
A. 塑料壳对顶棚斜面的压力大小为mgcos θ
B. 顶棚斜面对塑料壳的摩擦力大小一定为μmgcos θ
C. 顶棚斜面对塑料壳的作用力大小为mg
D. 磁铁的磁性若瞬间消失,塑料壳不一定会往下滑动
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【题目】某研究小组做“验证力的平行四边形定则”实验,所用器材有:方木板一块,白纸,量程为5 N的弹簧测力计两个,橡皮条(带两个较长的细绳套),刻度尺,图钉(若干个)。
①具体操作前,同学们提出了如下关于实验操作的建议,其中正确的有______。
A.橡皮条应和两绳套夹角的角平分线在一条直线上
B.重复实验再次进行验证时,结点O的位置可以与前一次不同
C.使用测力计时,施力方向应沿测力计轴线;读数时视线应正对测力计刻度
D.用两个测力计互成角度拉橡皮条时的拉力必须都小于只用一个测力计时的拉力
②该小组的同学用同一套器材做了四次实验,白纸上留下的标注信息有结点位置O,力的标度、分力和合力的大小及表示力的作用线的点,如下图所示。其中对于提高实验精度最有利的是_____。
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【题目】如图所示,a、b是一对平行金属板,分别接到直流电源两极上,右边有一挡板,正中间开有一小孔d,在较大空间范围内存在着匀强磁场,磁感应强度大小为B,方向垂直纸面向里,在a、b两板间还存在着匀强电场E,从两板左侧中点c处射入一束正离子(不计重力),这些正离子都沿直线运动到右侧,从d孔射出后分成3束,则下列判断正确的是( )
A. 这三束正离子的速度一定不相同
B. 这三束正离子的质量一定不相同
C. 这三束正离子的电荷量一定不相同
D. 这三束正离子的比荷一定不相同
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【题目】如图所示是某次同步卫星发射过程的示意图,先将卫星送入一个近地圆轨道,然后在P处点火加速,进入椭圆转移轨道,其中P是近地点,Q是远地点,在Q点再次点火加速进入同步轨道。设卫星在近地圆轨道的运行速率为v1,加速度大小为a1;在P点短时间点火加速之后,速率为v2,加速度大小为a2;沿转移轨道刚到达Q点速率为v3,加速度大小为a3;在Q处点火加速之后进入圆轨道,速率为v4,加速度大小为a4,则
A. v1<v2 a1=a2
B. v1=v2 a1<a2
C. v3<v4 a3=a4
D. v3<v4 a3<a4
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【题目】如图所示,两平行金属导轨间的距离L=0.4m,金属导轨所在的平面与水平面夹角θ=37°,在导轨所在平面内,分布着磁感应强度B=0.5T、方向垂直于导轨所在平面的匀强磁场。金属导轨的一端接有电动势E=6V、内阻r=1Ω的直流电源。现把一个质量m=0.04kg的导体棒ab放在金属导轨上,导体棒恰好静止。导体棒与金属导轨垂直且接触良好,导体棒与金属导轨接触的两点间的电阻R0=2.75Ω,金属导轨电阻不计,g取10m/s2。已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,求:
(1)导体受到的安培力大小;
(2)导体棒受到的摩擦力的大小和方向。
(3)若感应强度的大小和方向可以改变,为了使导体静止在斜面上且对斜面无压力,此处磁场的磁感应强度B′的大小和方向。
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【题目】如图所示,曲线表示固定在x轴上a、b两点的两个点电荷产生的电势与位置之间的对应关系,两个点电荷所带电荷量分别为q1和q2,a、p间距离大于p、b间距离。从图中可以判断以下说法正确的是
A. 两点电荷带异种电荷
B. 电势最低的p点的电场强度为零
C. 将一负的检验电荷从b处左侧附近移到p处,检验电荷的电势能增加
D. p、b间的电场方向都指向b点
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【题目】电饭锅工作时有两种状态:一种是锅内水烧干前的加热状态,另一种是锅内水烧干后的保温状态.如图2-27所示是电饭锅电路的示意图,S是用感温材料制造的开关,R1是电阻,R2是供加热用的电阻丝.
(1)试判断开关S接通时和断开时,电饭锅分别处于哪种工作状态,说明你的理由.
(2)如果要使R2在保温状态时的功率是加热状态时的一半,R1/R2应是多大?
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【题目】如下图所示,质量kg的木块A套在水平杆上,并用轻绳将木块与质量
kg的小球B相连。今用跟水平方向成α=30°角的力
N,拉着球带动木块一起向右匀速运动,运动中M、m相对位置保持不变,取g=10m/s2。求:
【1】运动过程中轻绳与水平方向夹角θ;
【2】木块与水平杆间的动摩擦因数μ。
【3】当为多大时,使球和木块一起向右匀速运动的拉力最小?
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