【题目】传送带被广泛应用于各行各业。由于不同的物体与传送带之间的动摩擦因数不同,物体在传送带上的运动情况也有所不同。如图所示,一倾斜放置的传送带与水平面的倾角θ=370,在电动机的带动下以v=2m/s的速率顺时针方向匀速运行。M、N为传送带的两个端点,MN两点间的距离L=7m。N端有一离传送带很近的挡板P可将传送带上的物块挡住。在传送带上的O处先后由静止释放金属块A和木块B,金属块与木块质量均为1kg,且均可视为质点,OM间距离L=3m。sin37° = 0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2。传送带与轮子间无相对滑动,不计轮轴处的摩擦。
(1)金属块A由静止释放后沿传送带向上运动,经过2s到达M端,求金属块与传送带间的动摩擦因数μ1。
(2)木块B由静止释放后沿传送带向下运动,并与挡板P发生碰撞。已知碰撞时间极短,木块B与挡板P碰撞前后速度大小不变,木块B与传送带间的动摩擦因数μ2=0.5。求:
a.与挡板P第一次碰撞后,木块B所达到的最高位置与挡板P的距离;
b.经过足够长时间,电动机的输出功率恒定,求此时电动机的输出功率。
【答案】(1)1 (2)a. 1.6m b.8W
【解析】
试题分析:(1)金属块A在传送带方向上受摩擦力和重力的下滑分力,先做匀加速运动,并设其速度能达到传送带的速度v=2m/s,然后做匀速运动,达到M点。
金属块由O运动到M有 即 ①
且 t1+t2=t
即 t1+t2=2 ②
v=at1 即 2=at1 ③
根据牛顿第二定律有 ④
由①②③式解得 t1=1s<t=2s 符合题设要求,加速度a=2m/s2
由①式解得金属块与传送带间的动摩擦因数μ1=1
(2)a.由静止释放后,木块B沿传送带向下做匀加速运动,其加速度为a1,运动距离LON=4m,第一次与P碰撞前的速度为v1
与挡板P第一次碰撞后,木块B以速度v1被反弹,先沿传送带向上以加速度a2做匀减速运动直到速度为v,此过程运动距离为s1;之后以加速度a1继续做匀减速运动直到速度为0,此时上升到最高点,此过程运动距离为s2。
因此与挡板P第一次碰撞后,木块B所达到的最高位置与挡板P的距离
b.木块B上升到最高点后,沿传送带以加速度a1向下做匀加速运动,与挡板P发生第二次碰撞,碰撞前的速度为v2
与挡板第二次碰撞后,木块B以速度v2被反弹,先沿传送带向上以加速度a2做匀减速运动直到速度为v,此过程运动距离为s3;之后以加速度a1继续做匀减速运动直到速度为0,此时上升到最高点,此过程运动距离为s4。
木块B上升到最高点后,沿传送带以加速度a1向下做匀加速运动,与挡板P发生第三次碰撞,碰撞前的速度为v3
与挡板第三次碰撞后,木块B以速度v3被反弹,先沿传送带向上以加速度a2做匀减速运动直到速度为v,此过程运动距离为s5;之后以加速度a1继续做匀减速运动直到速度为0,此时上升到最高点,此过程运动距离为s6。
以此类推,经过多次碰撞后木块B以2m/s的速度被反弹,在距N点1m的范围内不断以加速度a2做向上的减速运动和向下的加速运动。
木块B对传送带有一与传送带运动方向相反的阻力
故电动机的输出功率
解得P=8W
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【题目】关于作用力和反作用力,下列说法中错误的是( )
A. 可把物体间相互作用的任何一个力叫做作用力,另一个叫做反作用力
B. 若作用力是静摩擦力,则反作用力也一定是静摩擦力
C. 作用力与反作用力一定同时产生、同时消失
D. 作用力与反作用力大小相等、方向相反、作用在一条直线上,因此它们的合力为零
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【题目】物体在合外力作用下做直线运动的v t 图象如图所示,下列表述正确的是
A. 在0~1s 内,物体做加速运动,合外力做负功
B. 在1~3s 内,物体做匀速运动,合外力做正功
C. 在3~7s 内,合外力做功为零
D. 在0~5s 内,速度变化量为零,合力的平均功率为零
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【题目】在牛顿第一定律建立的过程中;有多位伟大的科学家做出了贡献.关于科学家和他们的贡献,下列说法中正确的是()
A. 亚里斯多德根据理想斜面实验提出力不是维持物体运动的原因
B. 牛顿根据理想斜面实验提出力不是维持物体运动的原因
C. 伽利略根据理想斜面实验提出力不是维持物体运动的原因
D. 伽利略根据理想斜面实验提出力是改变物体运动状态的原因
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【题目】下列说法正确的是( )
A. 任何有规则形状的物体,它的重心一定与它的几何中心重合
B. 用一绳子把一个物体悬挂起来,物体处于完全静止状态,该物体的重心不一定在绳子的延长线上
C. 两物体只要接触就有弹力存在
D. 重力是由于地球对物体的吸引而产生的
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【题目】在原子核物理中,研究核子与核子关联的最有效途径是“双电荷交换反应”。这类反应的前半部分过程和下述力学模型类似。两个小球A和B用轻质弹簧相连,在光滑的水平轨道上处于静止状态。在它们左边有一垂直于轨道的固定挡板P,右边有一个小球C沿轨道以速度v0射向B球,如图所示,C与B发生碰撞并立即结成一个整体D。在它们继续向左运动的过程中,当弹簧长度变到最短时,长度突然被锁定,不再改变。然后,A球与挡板P发生碰撞,碰后A、D都静止不动,A与P接触而不黏连。过一段时间,突然解除锁定(锁定及解除锁定均无机械能损失)。已知A、B、C三球的质量均为m,求:
(1)弹簧长度刚被锁定后A球的速度;
(2)在A球离开挡板P之后的运动过程中,弹簧的最大弹性势能。
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【题目】两位同学分别在塔的不同高度,用两个轻重不同的球做自由落体运动实验.已知甲球重力是乙球重力的2倍,释放甲球处的高度是释放乙球处高度的2倍,不计空气阻力,则
A. 甲球下落的加速度是乙球的2倍 B. 甲、乙两球下落的加速度相等
C. 甲、乙两球各落下1 s时的速度相等 D. 甲、乙两球落地时的速度相等
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【题目】如图甲所示,在倾角为37°的粗糙且足够长的斜面底端,一质量m=2kg可视为质点的滑块压缩一轻弹簧并锁定,滑块与弹簧不相连。t=0s时解除锁定,计算机通过传感器描绘出滑块的速度—时间图象如图乙所示,其中Ob段为曲线,be段为直线,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2,则下列说法正确的是
A. 在0.15s末滑块的加速度大小为8m/s2
B. 滑块在0.1-0.2s时间间隔内沿斜面向下运动
C. 滑块与斜面间的动摩擦因数μ=0.25
D. 在滑块与弹簧脱离之前,滑块一直在做加速运动
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【题目】某活动小组利用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律.将气垫导轨调节水平后在上面放上A、B两个光电门,滑块通过一根细线与小盘相连.测得小盘和砝码的总质量m,质量为M的滑块上固定的挡光片宽度为d.实验中,静止释放滑块后测得滑块通过光电门A的时间为△tA,通过光电门B的时间为△tB.
(1)实验中,该同学还需要测量 ;
(2)实验测得的这些物理量若满足表达式 即可验证系统机械能守恒定律.(用实验中所测物理量相应字母表示)
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