【题目】如图所示,质量M=20kg的物体从光滑曲面上高度H=0.8m处释放,到达底端时水平进入水平传送带,传送带由一电动机驱动着匀速向左转动,速率为3m/s.已知物体与传送带间的动摩擦因数0.1.(g取10m/s2).求:
(1)若两皮带轮之间的距离是10m,物体冲上传送带后就移走光滑曲面,物体将从哪一边离开传送带?通过计算说明你的结论.
(2)若皮带轮间的距离足够大,从M滑上到离开传送带的整个过程中,由于M和传送带间的摩擦而产生了多少热量?
【答案】(1) 之后在传送带的带动下物体将从传送带左端离开,(2)
【解析】(1)物体从曲面上下滑时机械能守恒,有
解得物体滑到曲面底端时的速度 v0 =4m/s
以地面为参照系,物体滑上传送带后先向右做匀减速运动,设其速度减至零时的位移为s.由动能定理得
解得 s=8m<10m之后在传送带的带动下物体将传送带左端离开.
(2)物体运动的加速度大小为 a==μg=0.1×10=1m/s2;
物体滑上传送带后向右做匀减速运动的时间为t,则
这段时间内皮带向左运动的位移大小为
物体相对于传送带滑行的距离为
物体与传送带间产生的热量为 ;
物体向左运动的过程中,根据对称性知,若物体向左一直做匀加速运动,回到传送带左端时速度将为4m/s,大于3m/s,不可能,所以物体向左匀加速的末速度等于传送带的速度,设向左匀加速运动的时间为t′.则
这段时间内物体相对于传送带滑行的距离为
物体与传送带间产生的热量为 ;
所以产生的总热量为 Q=Q1+Q2=490J
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【题目】如图所示,在x轴相距为L的两点固定两个等量异种点电荷+Q、-Q,虚线是以+Q所在点为圆心、L/2为半径的圆,a、b、c、d是圆上的四个点,其中a、c两点在x轴上,b、d两点关于x轴对称。下列判断不正确的是( )
A. b、d两点处的电势相同
B. 四点中c点处的电势最低
C. b、d两点处的电场强度相同
D. 将一试探电荷+q沿圆周由a点移至c点,+q的电势能减小
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【题目】1922年英国物理学家阿斯顿因质谱仪的发明、同位素和质谱的研究荣获了诺贝尔化学奖。若速度相同的同一束粒子由左端射入质谱仪后的运动轨迹如图所示,不计重力的影响,则下列相关说法中正确的是( )
A. 该束带电粒子带正电
B. 速度选择器的上极板带正电
C. 在B2磁场中运动半径越大的粒子,比荷越小
D. 在B2磁场中运动半径越大的粒子,质量越大
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【题目】两位同学在实验室利用图甲所示的电路测定定值电阻R0、电源的电动势E和内电阻r,调节滑动变阻器的滑动触头P向某一方向移动时,一同学记录电流表A和电压表V1的测量数据,另一同学记录电流表A和电压表V2的测量数据.根据数据描绘了如图乙所示的两条U-I直线.则图象中两直线的交点表示的物理意义是( )
A. 滑动变阻器的滑动头P滑到了最右端
B. 定值电阻R0上消耗的功率为1.0W
C. 电源的输出功率最大
D. 电源的效率达到最大值
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【题目】两个等量同种电荷固定于光滑绝缘水平面上,其连线中垂线上有A、B、C三点,如图甲所示,一个电荷量为2C,质量为lkg的带正电的小物块从C点静止释放,其运动的v一t图象如图乙所示,其中B点处为整条图线切线斜率最大的位置(图中标出了该切线).则下列说法正确的是
A. B点为中垂线上电场强度最大的点,场强E=0. 2N/C
B. 由C到A的过程中物块的电势能先减小后增大
C. A、B两点间的电势差UAB =5V
D. UCB< UBA
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【题目】如图所示,竖直放置的两端封闭的玻璃管中注满清水,内有一个红蜡块能在水中以速度v匀速上浮.现当红蜡块从玻璃管的下端匀速上浮的同时,使玻璃管水平匀加速向右运动,则蜡块的轨迹可能是( )
A.直线P B.曲线Q C.曲线R D.无法确定
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【题目】如图所示,某带电粒子由静止开始经电压为U1的电场加速后,射入水平放置、电势差为U2的两块平行导体板间的匀强电场中,带电粒子沿平行于两板的方向从两板正中间射人,穿过两板后又垂直于磁场方向射入边界线竖直、磁感应强度为B的匀强磁场中,设粒子射入磁场和射出磁场的M、N两点间的距离为s(不计重力,不考虑边缘效应).下列说法正确的是
A. 若仅将水平放置的平行板间距增大,则s减小
B. 若仅增大磁感应强度B,则s减小
C. 若仅增大U1,则s增大
D. 若仅增大U2,则s增大
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【题目】如图所示,E=8 V,r=2 Ω,R1=8 Ω,滑动变阻器的最大阻值为15Ω,R2为滑动变阻器接入电路中的有效阻值,问:
(1)要使变阻器获得的电功率最大,则R2的取值应是多大?这时R2的功率是多大?
(2)要使R1得到的电功率最大,则R2的取值应是多大?R1的最大功率是多大?这时电源的效率是多大?
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【题目】如图所示,两平行光滑金属导轨倾斜放置且固定,两导轨间距为L=1m,与水平面间的夹角为θ=30o,导轨下端有垂直于轨道的挡板,上端连接一个阻值R=1Ω的电阻,整个装置处在磁感应强度为B=1T、方向垂直导轨向上的匀强磁场中.两根相同的金属棒ab、cd放在导轨下端,其中棒ab靠在挡板上,棒cd在沿导轨平面向上的拉力作用下,由静止开始沿导轨向上做加速度a=1m/s2的匀加速运动.已知每根金属棒质量为m=1kg、电阻为r=1Ω,导轨电阻不计,棒与导轨始终接触良好(g=10m/s2).求:
(1)经多长时间棒ab对挡板的压力变为零;
(2)棒ab对挡板压力为零时,电阻R的电功率;
(3)棒ab运动前,拉力F随时间t的变化关系式。
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