分析 (1)滑块从A运动到B的过程中,只有重力做功,根据机械能守恒定律求出滑块到达底端B时的速度.滑块经过B时,由重力和轨道的支持力的合力提供向心力,根据牛顿运动定律求解滑块对轨道的压力;
(2)滑块滑上传送带后向右做匀加速运动,由题,滑块滑到传送带的右端C时,其速度恰好与传送带的速度相同,根据动能定理或牛顿第二定律、运动学公式求解动摩擦因数μ;
(3)根据运动学公式求出滑块从B到C的运动时间,即可求出此时间内传送带的位移,得到滑块与传送带的相对位移,摩擦而产生的热量Q等于滑动摩擦力与相对位移大小的乘积.
解答 解:(1)滑块从A运动到B的过程中,由机械能守恒定律得:
mgR=$\frac{1}{2}m{v}_{B}^{2}$
解得:${v}_{B}=\sqrt{2gR}$=2m/s
在B点:N-mg=m$\frac{{v}_{B}^{2}}{R}$
代入解得:N=mg+$m\frac{{v}_{B}^{2}}{R}$=60N
由牛顿第三定律可知,滑块对轨道的压力为N′=N=60N,方向竖直向下.
(2)滑块从B运动到C的过程中,根据牛顿第二定律得:
μmg=ma
又:${v}_{0}^{2}-{v}_{B}^{2}=-2aL$
联立上两式解得:μ=0.3
(3)设滑块从B运动到C的时间为t,
加速度:a=μg=3m/s2.
由v0=vB+at,得:t=$\frac{{v}_{0}-{v}_{B}}{a}$=$\frac{4-2}{3}s$=$\frac{2}{3}s$
在这段时间内传送带的位移为:
S传=v0t=$\frac{8m}{3}$
传送带与滑块的相对位移为:△S=S传-L=$\frac{2}{3}m$
故滑块与传送带之间的摩擦而产生的热量:Q=μmg•△S=4J.
答:(1)滑块到达底端B时对轨道的压力是60N,方向竖直向下;
(2)滑块与传送带问的动摩擦因数μ是0.3;
(3)此过程中,由于滑块与传送带之间的摩擦而产生的热量Q是4J.
点评 本题是机械能守恒定律、向心力、牛顿第二定律、运动学公式的综合应用,容易出错的地方是:Q=μmgL,应根据相对位移求解摩擦生热.
科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 正电荷沿该电场线由A移动到B,受到的电场力不可能先增大后减小 | |
B. | 正电荷沿该电场线由A移动到B,受到的电场力可能先减小后增大 | |
C. | A点的电势一定低于B点的电势,A点的场强一定小于B点的场强 | |
D. | 负电荷在B点的电势能一定比在A点的小 |
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 仅测出石块下落到地面的总时间 | |
B. | 仅测出石块落地时的速度 | |
C. | 仅测出石块落地前的最后1 s内的位移 | |
D. | 以上说法都不对 |
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科目:高中物理 来源: 题型:填空题
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | a点电势一定高于b点电势 | |
B. | 若液体的流速为v,显示仪表的读数为BDv | |
C. | 若液体的流量为Q,电极a、b间产生的感应电动势为$\frac{4BQ}{πD}$ | |
D. | 显示仪表的电阻R越大,则液体电阻率变化对测量的影响越小 |
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科目:高中物理 来源: 题型:解答题
钩码质量m/g | 0 | 30 | 60 | 90 | 120 | 150 |
弹簧总长度L/cm | 6.0 | 7.2 | 8.3 | 9.5 | 10.6 | 11.8 |
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 相对地面的运动轨迹为直线 | |
B. | 相对地面做匀变速曲线运动 | |
C. | t时刻猴子对地速度的大小为$\sqrt{{v_0}^2+{{(at)}^2}}$ | |
D. | t时间内猴子对地的位移大小为x+h |
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 12F | B. | $\frac{4F}{3}$ | C. | $\frac{3F}{4}$ | D. | $\frac{F}{12}$ |
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 用点电荷来代替带电体的研究方法叫微元法 | |
B. | 利用v-t图象推导匀变速直线运动位移公式的方法是理想模型法 | |
C. | 伽利略借助实验研究和逻辑推理得出了自由落体运动规律 | |
D. | 法拉第发现电流的磁效应与他坚信电和磁之间一定存在联系的哲学思想是分不开的 |
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